KR102346259B1 - 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 전송자원을 요청하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다.
Description
본 개시는 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 전송자원을 요청하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G (4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G (5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (beyond 4G network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (post LTE)의 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive MIMO), 전차원 다중입출력 (full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 아날로그 빔형성 (analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (device to device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조 (advanced coding modulation: ACM) 방식인 FQAM (hybrid FSK and QAM modulation) 및 SWSC (sliding window superposition coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC (filter bank multi carrier), NOMA (non-orthogonal multiple access), 및 SCMA (sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말이 데이터를 전송하기 위해 전송 자원을 요청을 하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 차세대 이동 통신 시스템에서 핸드오버 시 코어 네트워크를 효율적으로 선택하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 차세대 이동통신 시스템에서 추가적인 상향링크 주파수를 지원하기 위해 핸드오버 및 스케줄링 요청을 수행하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 빈번한 스케쥴링 요청을 막기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 차세대 이동 통신 시스템에서 주파수 내 또는 주파수 간 측정을 수행하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말이 데이터를 전송하기 위해 전송 자원 요청을 수행하고, 이에 응답하여 기지국이 복수 개의 스케쥴링 요청 자원을 설정하는 경우 해당 스케쥴링 요청 자원의 남용을 방지하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 차세대 이동 통신 시스템에서 새롭게 정의되는 주파수 내 또는 주파수간 측정을 위하여, 단말에 의해서 동기 신호 기반의 무선 자원 측정을 수행하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 단말이 측정을 하고자 하는 동기 신호의 캐리어 주파수 정보뿐만 아니라, 부캐리어 간격을 고려해서 주파수 내 또는 주파수 간 측정을 설정하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 단말이 소스 기지국에서 타겟 기지국으로 핸드오버 시에 소스 기지국이 특정 코어 네트워크에 연결된 타겟 기지국의 셀을 선택하여 단말을 핸드오버 시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 단말이 트래픽 특성 및 전송 자원 요청 원인에 따라 복수개의 스케쥴링 요청을 활용하여 자원 요청을 수행하여 적시에 상향링크 자원을 할당받아 데이터를 전송할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 차세대 이동 통신 시스템에서 새롭게 정의되는 주파수 내 또는 주파수간 측정 및 핸드오버를 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 기지국과 단말이 주파수 내 또는 주파수간 이동성을 지원하기 위한 동작에 관한 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 차세대 이동 통신 시스템에서 5G CN(NR 코어 네트워크) 혹은 EPC(LTE 네트워크)에 연결 가능한 단말이 핸드오버 시에 필요에 따라서 EPC 혹은 5G CN으로 연결된 타겟 기지국의 셀로 소스 기지국을 결정할 수 있는 방법 및 장치를 제안한다.
본 개시는 핸드오버 시에 코어 네트워크 선택 혹은 재선택 과정을 구체화하고, 5G CN에서 지원하지 않는 기능 혹은 서비스들을 EPC로 연결을 옮겨서 지원받거나 EPC에서 지원하지 않는 기능 혹은 서비스를 5G CN으로 옮겨서 받을 수 있는 방법 및 장치를 제안한다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 전송자원을 요청하기 위한 단말의 방법에 있어서, 기지국으로부터 측정 구성 정보를 수신하는 과정과, 상기 측정 구성 정보를 기초로 셀 측정을 수행하는 과정과, 상기 셀 측정 결과를 상기 기지국에게 보고하는 과정을 포함하는 방법을 제공한다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 전송자원을 요청하기 위한 단말에 있어서, 송수신기와, 상기 송수신기를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 기지국으로부터 측정 구성 정보를 수신하고, 상기 측정 구성 정보를 기초로 셀 측정을 수행하고, 상기 셀 측정 결과를 상기 기지국에게 보고하는 단말을 제공한다.
도 1은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면 이다.
도 2a 및 2b는 추가적인 상향링크 주파수를 적용하는 개념도 이다.
도 3는 핸드오버를 수행하는 과정의 흐름도 이다.
도 4는 핸드오버를 수행하는 단말 동작의 순서도 이다.
도 5는 스케줄링 요청을 수행하는 과정의 흐름도 이다.
도 6는 스케줄링 요청을 수행하는 단말 동작의 순서도 이다.
도 7는 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도ㅍ
도 8는 기지국의 구성을 나타낸 블록도 이다.
도 9는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 10은 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 스케쥴링 요청을 전송하는 방법 사용시 단말과 기지국 간의 메시지 흐름에 대한 제 1 실시예 도면이다.
도 12는 스케쥴링 요청을 전송하는 방법 사용시 단말의 동작 순서에 대한 제1실시예 도면이다.
도 13은 본 개시가 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 14는 LTE 시스템에서 IDLE 상태의 단말이 셀을 측정하고 재선택하는 절차를 도시한 도면이다.
도 15는 LTE 시스템에서 연결 상태의 단말의 채널 측정 및 보고 절차를 설명하는 도면이다.
도 16은 본 개시가 적용되는 실시 예 1로써, 차세대 이동 통신 시스템에서의 IDLE 상태의 단말이 주변 셀을 측정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 개시가 적용되는 실시 예 2로써, 차세대 이동 통신 시스템에서의 연결 상태의 단말이 주변 셀을 측정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 개시의 실시 예 1로 동작하는 단말의 전체 동작을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 개시의 실시 예 2로 동작하는 단말의 전체 동작을 나타낸 도면이다.
도 20는 본 개시의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 EPC(LTE 코어 네트워크)와 5G CN(5G 코어 네트워크 혹은 NR 코어네트워크)에 연결되는 방법을 설명하는 도면이다.
도 21는 본 개시에서 제안하는 단말의 PLMN 선택방법의 제 1 실시 예를 도시한 도면이다.
도 22는 본 개시에서의 제안하는 초기 접속 단말의 효율적인 코어 네트워크(EPC 혹은 5G CN) 선택 및 재선택하는 방법에 대한 제 1의 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 23a 및 23b는 본 개시에서 제안하는 단말의 PLMN 선택방법의 제 2 실시 예를 도시한 도면이다.
도 24는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말이 소스 기지국에서 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행하는 제 1 실시 예를 나타낸다.
도 25는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 2의 실시 예를 나타낸다.
도 26는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 3의 실시 예를 나타낸다.
도 27는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 4의 실시 예를 나타낸다.
도 28a 및 28b는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 2의 실시 예의 단말 동작과 기지국 동작을 나타낸다.
도 29는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 3의 실시 예의 기지국 동작을 나타낸다.
도 2a 및 2b는 추가적인 상향링크 주파수를 적용하는 개념도 이다.
도 3는 핸드오버를 수행하는 과정의 흐름도 이다.
도 4는 핸드오버를 수행하는 단말 동작의 순서도 이다.
도 5는 스케줄링 요청을 수행하는 과정의 흐름도 이다.
도 6는 스케줄링 요청을 수행하는 단말 동작의 순서도 이다.
도 7는 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도ㅍ
도 8는 기지국의 구성을 나타낸 블록도 이다.
도 9는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 10은 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 스케쥴링 요청을 전송하는 방법 사용시 단말과 기지국 간의 메시지 흐름에 대한 제 1 실시예 도면이다.
도 12는 스케쥴링 요청을 전송하는 방법 사용시 단말의 동작 순서에 대한 제1실시예 도면이다.
도 13은 본 개시가 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 14는 LTE 시스템에서 IDLE 상태의 단말이 셀을 측정하고 재선택하는 절차를 도시한 도면이다.
도 15는 LTE 시스템에서 연결 상태의 단말의 채널 측정 및 보고 절차를 설명하는 도면이다.
도 16은 본 개시가 적용되는 실시 예 1로써, 차세대 이동 통신 시스템에서의 IDLE 상태의 단말이 주변 셀을 측정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 개시가 적용되는 실시 예 2로써, 차세대 이동 통신 시스템에서의 연결 상태의 단말이 주변 셀을 측정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 개시의 실시 예 1로 동작하는 단말의 전체 동작을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 개시의 실시 예 2로 동작하는 단말의 전체 동작을 나타낸 도면이다.
도 20는 본 개시의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 EPC(LTE 코어 네트워크)와 5G CN(5G 코어 네트워크 혹은 NR 코어네트워크)에 연결되는 방법을 설명하는 도면이다.
도 21는 본 개시에서 제안하는 단말의 PLMN 선택방법의 제 1 실시 예를 도시한 도면이다.
도 22는 본 개시에서의 제안하는 초기 접속 단말의 효율적인 코어 네트워크(EPC 혹은 5G CN) 선택 및 재선택하는 방법에 대한 제 1의 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 23a 및 23b는 본 개시에서 제안하는 단말의 PLMN 선택방법의 제 2 실시 예를 도시한 도면이다.
도 24는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말이 소스 기지국에서 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행하는 제 1 실시 예를 나타낸다.
도 25는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 2의 실시 예를 나타낸다.
도 26는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 3의 실시 예를 나타낸다.
도 27는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 4의 실시 예를 나타낸다.
도 28a 및 28b는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 2의 실시 예의 단말 동작과 기지국 동작을 나타낸다.
도 29는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 3의 실시 예의 기지국 동작을 나타낸다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 개시를 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 개시는 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들, 혹은 이를 기반으로 변형한 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 개시가 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 특히 본 개시는 3GPP NR (New Radio: 5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다.
도 1은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 차세대 이동통신 시스템 (New Radio, NR)의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국 (New Radio Node B, 이하 NR NB, NR gNB 또는 gNB)(110)과 차세대 무선 코어 네트워크 (105, New Radio Core Network, 이하 NG CN 혹은 Next Generation Core Network: NG CN 혹은 AMF)를 포함한다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE, UE 또는 단말)(115)은 gNB (110) 및 AMF (105)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
상기 gNB는 기존 LTE 시스템의 기지국 (Evolved Node B, 이하 eNB)에 대응된다. gNB는 NR UE와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다 (120).
차세대 이동통신 시스템에서 모든 사용자 트래픽은 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스된다. 그러므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 gNB (110)가 담당한다. 하나의 gNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 보다 이상의 최대 대역폭을 가질 수 있다.
차세대 이동통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다.
상기 AMF (105)는 이동성 (Mobility) 지원, 베어러 (Bearer) 설정, 서비스의 품질 (Quality of Service , 이하 QoS) 설정 등의 기능을 수행한다. 상기 AMF는 단말에 대한 이동성 관리 기능, 각종 제어 기능을 수행하는 장치로서, 다수의 기지국들과 연결된다.
또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, 상기 AMF이 이동성 관리 엔터티 (Mobility Management Entity, 이하 MME, 125)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB (130)과 연결된다. LTE-NR Dual Connectivity을 지원하는 단말은 gNB뿐 아니라, eNB에도 연결을 유지하면서, 데이터를 송수신할 수 있다 (135).
도 2a 및 2b는 본 개시에서 추가적인 상향링크 주파수를 적용하는 개념도이다.
도 2a를 참조하면, 이동 통신 시스템에서, 상향링크의 서비스 영역과 하향링크의 서비스 영역이 서로 불일치하는 현상이 발생할 수 있다. 상기 불일치는 상향링크와 하향링크의 채널 특성이 서로 상이하거나 단말의 최대 송신 전력 제한 혹은 송신 안테나의 구조적 제한으로 발생한다.
하향링크의 서비스 영역이 상향링크의 서비스 영역보다 더 넓다. 일례로, 3.5 GHz의 TDD 시스템에서, 하향링크 서비스 영역 (205)은 상향링크 서비스 영역 (210)보다 더 넓다. 이 경우, 제 1 단말 (220)은 상향링크에서 데이터를 기지국에게 전송할 수 있고, 하향링크에서 기지국으로부터 서비스를 제공받을 수 있다. 하지만, 제 2 단말 (225)은 상향링크에서 데이터를 기지국 (215)에게 전송하지 못한다. 즉, 상향링크 서비스 영역을 밖에 있고, 하향링크 서비스 영역 내에 있는 단말이 데이터를 기지국에게 전송하지 못하는 문제가 발생한다. 상기 불일치로 인한 문제를 제거하기 위해, 하향링크의 유효 서비스 영역을 줄여 상향링크와 일치시킨다. 하향링크에서 더 넓은 서비스 영역을 제공해줄 수 있음에도 불구하고, 상향링크의 서비스 영역까지 제한하는 것이다.
도 2b를 참조하면, 차세대 이동통신 시스템에서는 상기 불일치로 인한 성능 제한을 해결하기 위해, 단말로 하여금 서비스 영역이 더 넓은 상향링크 주파수를 적용할 수 있게 한다. 일례로, gNB는 3.5 GHz의 상향링크와 별도의 1.8 GHz의 상향링크 (230)를 추가적으로 단말에게 제공한다. 상기 1.8GHz와 같은 주파수를 추가적인 상향링크 (supplementary uplink, 이하 SUL) 주파수라고 한다. 주파수 특성 상, 주파수 대역이 낮을수록, 무선신호 전파 거리가 늘어난다. 따라서, 3.5 GHz보다 낮은 1.8 GHz는 더 넓은 서비스 영역을 가능하게 해준다.
제 2 단말 (250)은 1.8 GHz의 상향링크 (235)를 이용하여, 기지국 (240)에게 성공적으로 데이터를 전송할 수 있다. 제 1 단말 (245)은 서비스 영역 문제와는 상관없지만, 1.8 GHz와 3.5 GHz 상향링크를 모두 사용할 수 있기 때문에, 상향링크의 엑세스 혼잡을 분산시키는 목적으로 1.8 GHz와 3.5 GHz 중 하나를 선택하여 이용할 수도 있다. 상기 추가적인 상향링크 주파수는 LTE 주파수일 수도 있다.
하나의 단말에 대해 NR 상향링크 주파수와 SUL 주파수가 모두 설정될 수 있다. 상향링크 데이터 채널인 PUSCH는 한 순간에 하나의 상향링크에서만 전송될 수 있다. PUCCH도 한 순간에 하나의 상향링크에서만 전송되며, 상기 PUSCH와 동일 혹은 다른 상향링크에서 전송될 수 있다.
본 개시에서는 타겟 셀이 SUL을 지원하는 경우, 핸드오버 수행 과정에서 SUL을 고려하여 수행하는 방법을 제안한다. 또한, SUL을 지원하는 셀에서 스케줄링 요청 (Scheduling Request, 이하 SR)을 수행하는 과정을 제안한다.
SR은 무선 자원을 요청하는 목적으로 사용된다. SR 과정을 간략히 설명한다. 단말은 전송해야 할 PDCP (Packet Data Convergence Protocol) SDU (Service Data Unit)가 발생한다. 상기 단말은 상기 데이터를 전송할 무선 자원이 있는지를 판단한다. 상기 자원이 없다면, 사용할 수 있는 PUCCH가 할당되어 있는지 판단한다. 상기 PUCCH가 존재한다면, 상기 PUCCH을 이용하여, SR을 기지국으로 전송한다.
상기 SR을 성공적으로 수신한 기지국은 단말에게 버퍼 상태 보고 (Buffer Status Report, 이하 BSR)을 전송할 수 있는 무선 자원을 스케줄링 한다. 상기 BSR은 상기 단말이 얼마나 많은 전송 데이터를 가지고 있는지를 기지국에 알려주는데 이용된다. 상기 단말은 상기 할당된 무선 자원을 이용하여, BSR을 전송한다. 상기 기지국은 상기 PDCP SDU을 전송할 수 있는 무선 자원을 할당한다. 상기 단말은 상기 데이터 즉, PDCP SDU를 기지국에 전송한다. 상기 기지국은 상기 데이터에 대한 ACK/NACK 정보를 전송한다.
만약 상기 SR 전송이 실패하면, 설정된 횟수만큼 SR을 재전송한다. 상기 횟수만큼 SR 재전송을 시도하였음에도 무선 자원이 할당되지 않는다면, 상기 단말은 상기 기지국으로 랜덤 엑세스를 시도한다.
도 3은 본 개시에서 핸드오버를 수행하는 과정의 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 단말 (305)은 기지국 (310)에게 단말 자신이 SUL을 지원할 수 있음을 보고한다(315). 단말의 SUL을 지원하는지 여부와 지원하는 SUL 주파수 밴드 정보가 SUL 지원 능력 정보에 해당한다. 상기 기지국은 상기 단말에 대해, NR 상향링크 및 SUL 중 적어도 하나에 대해 활성화를 설정할 수 있다. 상기 단말은 활성화되는 상향링크에 대해 랜덤 엑세스를 수행하여, 상향링크 동기를 맞춘다. 상기 기지국은 무선 자원 제어 (Radio Resource Control, 이하 RRC) 시그널링을 통해 한 상향링크에 대한 PUCCH 설정 정보를 제공한다. 상기 기지국은 스케줄링 수행 시 DCI (Downlink Control Information)에 어떤 상향링크에 대한 UL grant인지를 지시한다.
상기 기지국은 상기 단말에 대해, 주변 주파수 혹은 셀에 대한 측정을 설정한다. 즉, 상기 기지국은 상기 단말에게 측정 설정 (measurement configuration)을 전송한다 (320). 상기 단말은 상기 측정 설정에 따라 상기 주변 주파수 혹은 셀을 측정한다 (325). 상기 단말은 측정한 결과를 상기 기지국에 보고한다 (330). 상기 기지국은 상기 측정 결과를 바탕으로 상기 단말에 대한 핸드오버 (handover, 이하 HO) 수행 여부를 결정한다 (335).
상기 단말은 기지국으로부터 핸드오버 설정정보를 수신한다 (340). 상기 핸드오버 설정 정보는 이동성 제어 정보 (mobility control information)를 포함한다. 상기 핸드오버 설정 정보는 타겟 셀의 NR 상향링크, SUL 설정 정보, 타겟 셀에서 적용할 랜덤 엑세스 무선 자원 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 타겟 셀의 NR 상향링크 및 SUL 설정 정보란 타겟 셀의 NR 상향링크 주파수의 중심 주파수 및 주파수 대역폭와, 상향링크 SUL 주파수의 중심 주파수 및 주파수 대역폭 이다. 구체적으로, 상기 중심 주파수란 Cell Defining SSB의 중심 주파수가 될 수 있다.
본 개시에서, 상기 랜덤 엑세스 무선 자원 정보는 NR 상향링크 및 SUL 중 적어도 하나에 의해 제공되는 것을 특징으로 한다. 소스 기지국이 특정 단말에 대한 핸드오버를 결정하면, 타겟 셀에 상기 핸드오버 준비 요청 메시지를 전송한다. 상기 핸드오버 준비 요청 메시지는 상기 단말의 SUL 지원 능력 정보를 포함한다. 일례로, 상기 SUL 지원 능력 정보는 SUL을 지원하는지 여부와 지원하는 SUL 주파수 밴드 정보를 포함한다.
상기 타겟 셀은 타겟 셀에서 적용할 랜덤 엑세스 설정 정보를 소스 기지국에 전달한다. 상기 랜덤 엑세스 설정 정보가 SUL에 대응되는 것이라면, 상기 타겟 셀은 상기 랜덤 엑세스 설정 정보를 상기 소스 기지국에 전달해야 한다.
또한, 상기 타겟 셀은 상기 타겟 셀의 SUL에서 적용하는 랜덤 엑세스 무선 자원 정보가 제공되는 경우, 상기 랜덤 엑세스 무선 자원 정보가 SUL 전용임을 지시한다. 상기 랜덤 엑세스 무선 자원 정보란 프리엠블 아이디 정보, 상기 프리엠블을 전송하는데 이용되는 시간 및 주파수 상의 정보, 상기 프리엠블 전송 전력 정보를 포함할 수 있다.
상기 단말은 소정의 규칙에 따라, 랜덤 엑세스를 시도할 상향링크를 하나 선택한다 (345). 일례로, 상기 소정의 규칙이란 NR 상향링크를 항상 먼저 선택하거나, 타겟 셀의 하향링크 신호 세기가 미리 설정된 임계값보다 낮은 경우 SUL을 선택할 수 있다. 상기 임계값은 RRC 시그널링을 통해 단말에게 전달된다. 일례로, 상기 핸드오버 설정 정보에 포함되어 단말에게 전달될 수 있다.
혹은 상기 기지국이 비록 NR 및 SUl, 두 상향링크들에 대한 설정 정보를 제공하지만, NR 및 SUl 중 어느 것을 먼저 사용할지를 함께 지시할 수 있다. 상기 단말은 타겟 셀로 랜덤 엑세스를 수행한다 (350). 만약 상기 랜덤 엑세스가 최종적으로 실패한 것으로 간주되면 (355), 상기 단말은 다른 상향링크의 무선 자원을 이용하여 랜덤 엑세스를 재시도한다 (360).
또 다른 예로, 상기 단말은 수신 신호 세기에 기반하여, 프리엠블 전송을 시도할 상향링크를 선택한다. 하향링크 수신신호 세기 (RSRP)가 설정된 임계값보다 낮다면 상기 단말은 SUL을 선택하고, 그렇지 않다면 NR 상향링크를 선택한다. 상기 임계값은 시스템 정보 혹은 dedicated RRC 시그널링을 통해 단말에게 전달된다.
도 4는 본 개시에서 핸드오버를 수행하는 단말 동작의 순서도이다.
도 4를 참조하면, 405 단계에서, 단말은 기지국으로부터 주변 주파수 혹은 셀에 대한 측정을 설정 받는다. 410 단계에서, 상기 단말은 상기 측정 설정에 따라 상기 주변 주파수 혹은 셀을 측정한다. 415 단계에서, 상기 단말은 측정한 결과를 상기 기지국에 보고한다.
420 단계에서, 상기 단말은 기지국으로부터 핸드오버 설정정보를 수신한다. 425 단계에서, 상기 단말은 타겟 셀의 상향링크들 중 하나를 선택하고, 상기 상향링크를 통해, 랜덤 엑세스를 수행한다. 430 단계에서, 만약 상기 랜덤 엑세스가 최종적으로 실패한 것으로 간주되면, 상기 단말은 다른 상향링크의 무선 자원을 이용하여 랜덤 엑세스를 재시도한다.
도 5는 본 개시에서 스케줄링 요청을 수행하는 과정의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 단말 (505)은 기지국 (510)에게 자신이 SUL을 지원할 수 있음을 나타내는 UE 지원 능력(capability) 정보를 보고한다 (515). SUL을 지원하는지 여부와 지원하는 SUL 주파수 밴드 정보가 SUL 지원 능력 정보에 해당한다. 상기 기지국은 상기 단말에 대해, NR 상향링크 혹은 SUL 혹은 둘다에 대해 활성화를 설정할 수 있다. 상기 단말은 활성화되는 상향링크에 대해 랜덤 엑세스를 수행하여, 상향링크 동기를 맞춘다. 상기 기지국은 RRC 시그널링을 통해 한 상향링크에 대한 PUCCH 설정 정보를 제공한다. 상기 기지국은 스케줄링 수행 시 DCI에 어떤 상향링크에 대한 UL grant인지를 지시한다. 상기 기지국은 상기 단말에게 NR 상향링크와 SUL에 대한 설정 정보를 제공한다 (520). 상기 단말은 각 상향링크에 대해 동기화 목적으로 랜덤 엑세스를 수행한다 (525). 상기 기지국은 상기 NR 상향링크 및 SUL, 두 상향링크들 중, 데이터 전송을 위해 사용할 상향링크를 L1 (Layer 1) 시그널링으로 지시한다 (530). 상기 L1 시그널링이란 물리계층에서 삽입되는 설정 정보로, 상기 설정 정보는 PDCCH 혹은 CORESET의 DCI (Downlink Control Information) 내에 포함된다. L1 시그널링은 수신측의 물리계층에서 디코딩되기 때문에, 빠른 정보 전달 및 전달받은 정보의 정확한 적용 타이밍이 요구되는 경우에 이용된다.
일례로, 상기 기지국은 상기 L1 시그널링을 이용하여 NR 상향링크에서 데이터 전송을 위해 설정한다. 상기 단말은 특정 시점에서 BSR (Buffer Status Report)을 전송하는데 필요한 상향링크 무선 자원이 부족함을 인지한다 (535). 상기 단말은 상기 BSR을 전송하기 위해, 상기 기지국에게 SR (Scheduling Request)을 전송한다 (540). 상기 단말은 상기 SR 전송이 성공적으로 전송되지 않았음을 인지한다 (545). 상기 단말은 SUL로 전환하여, 상기 기지국에게 랜덤 엑세스를 수행한다 (550).
또 다른 예로, 상기 단말은 수신 신호 세기에 기반하여, SR 전송을 시도할 상향링크를 선택한다. 하향링크 수신신호 세기 (RSRP)가 설정된 임계값보다 낮다면 상기 단말은 SUL을 선택하고, 임계값 보다 크다면 상기 단말은 NR 상향링크를 선택한다. 상기 임계값은 시스템 정보 혹은 dedicated RRC 시그널링을 통해 단말에게 전달된다.
SR 전송을 시도했던 상향링크가 SUL이고, 상기 SR이 규정된 여러 차례의 재전송에도 실패했다면, 상기 단말은 소정의 규칙에 따라 결정된 상향링크에서 랜덤 엑세스를 트리거한다. 일례로, 항상 SUL을 선택할 수 있거나, 수신 신호 세기에 기반하여, 프리엠블 전송을 시도할 상향링크를 선택한다. 하향링크 수신신호 세기 (RSRP)가 설정된 임계값보다 낮다면, 상기 단말은 SUL을 선택하고 그렇지 않다면 NR 상향링크를 선택한다. 상기 임계값은 시스템 정보 혹은 dedicated RRC 시그널링을 통해 단말에게 전달된다.
도 6은 본 개시에서 스케줄링 요청을 수행하는 단말 동작의 순서도이다.
도 6을 참조하면, 605 단계에서, 단말은 기지국으로부터 NR 상향링크와 SUL에 대한 설정 정보를 제공받는다. 610 단계에서, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 NR 상향링크에서 데이터 전송을 지시하는 상기 L1 시그널링을 수신한다. 615 단계에서, 상기 단말은 상기 지시된 NR 상향링크를 통해 데이터를 전송한다.
620 단계에서, 상기 단말은 특정 시점에서 BSR을 전송하는데 필요한 상향링크 무선 자원이 부족함을 인지한다. 625 단계에서, 상기 단말은 상기 BSR을 전송하기 위해, 상기 기지국에게 SR을 전송한다. 630 단계에서, 상기 단말은 상기 SR 전송이 성공적으로 전송되지 않았음을 인지한다. 상기 단말은 SUL로 전환하여, 상기 기지국에게 랜덤 엑세스를 수행한다.
도 7은 본 개시에서 단말의 구조를 블록도로 도시한 도면이다.
상기 도 7을 참고하면, 상기 단말은 송수신부(750)와 제어부(740)을 포함할 수 있으며, 나아가 저장부(730)을 더 포함할 수 있다. 상기 송수신부(750)는 RF(Radio Frequency)처리부(710)와 기저대역(baseband)처리부(720)를 포함할 수 있다.
상기 RF처리부(710)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 상기 RF처리부(710)는 상기 기저대역처리부(720)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다.
상기 RF처리부(710)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 도 7에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다.
상기 RF처리부(710)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(710)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(710)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.
상기 기저대역처리부(720)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(720)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(720)은 상기 RF처리부(710)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(720)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(720)은 상기 RF처리부(710)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
상기 기저대역처리부(720) 및 상기 RF처리부(710)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(720) 및 상기 RF처리부(710)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 기저대역처리부(720) 및 상기 RF처리부(710) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 상기 기저대역처리부(720) 및 상기 RF처리부(710) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.
상기 저장부(730)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 상기 저장부(730)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장부(730)는 상기 제어부(740)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(740)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 상기 제어부(740)는 상기 기저대역처리부(720) 및 상기 RF처리부(710)을 통해 신호를 송수신한다. 상기 제어부(740)는 상기 저장부(740)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(740)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(740)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.
상기 제어부(740)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결처리부 (742)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(740)는 상기 단말이 상기 도 7에 도시된 단말의 동작에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따라 단말은 기지국으로부터 DRB 설정 및 SR 전송관련 설정을 수신하고, 상기 실시예에 따라 SR을 전송하여 스케쥴링을 요청하고 기지국으로부터 상향링크 자원을 할당받아 데이터를 송신한다.
도 8은 본 개시의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 주기지국의 블록 구성을 도시한다.
도 8을 참조하면, 상기 기지국은 송수신부(860)와 제어부(850)을 포함할 수 있으며, 저장부(840)을 더 포함할 수 있다. 상기 기지국은 단말과 달리 백홀통신부(830)를 더 포함할 수 있다. 상기 송수신부(860)은 RF처리부(810)와 기저대역처리부(820)을 포함할 수 있다.
상기 RF처리부(810)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 상기 RF처리부(810)는 상기 기저대역처리부(820)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 상기 RF처리부(810)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.
도 8에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(810)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 상기 RF처리부(810)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(810)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.
상기 기저대역처리부(820)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(820)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(820)은 상기 RF처리부(810)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(820)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(820)은 상기 RF처리부(810)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
상기 기저대역처리부(820) 및 상기 RF처리부(810)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(820) 및 상기 RF처리부(810)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 백홀통신부(830)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 상기 백홀통신부(830)는 상기 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
상기 저장부(840)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 상기 저장부(840)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(840)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(840)는 상기 제어부(850)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(850)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 상기 제어부(850)는 상기 기저대역처리부(820) 및 상기 RF처리부(810)을 통해 또는 상기 백홀통신부(830)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(850)는 상기 저장부(840)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(850)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
도 9는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 9을 참고하면, 상기 무선 통신 시스템은 여러 개의 기지국들 (Evolved Node B, 이하 eNB, Node B 또는 기지국) (905, 910, 915, 920)과 MME (Mobility Management Entity)(920) 및 S-GW (Serving-Gateway)(930)를 포함할 수 있다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(935)은 기지국들 및 S-GW(930)을 통해 외부 네트워크에 접속한다.
상기 기지국들(905, 910, 915, 920)은 셀룰러 망의 접속 노드로서 망에 접속하는 단말들에게 무선 접속을 제공한다. 상기 기지국(905, 910, 915, 920)은 사용자들의 트래픽을 서비스하기 위해 단말들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케쥴링을 하여 상기 단말들과 코어 망(CN, Core network)간에 연결을 지원한다.
상기 MME(925)는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결되며, S-GW(930)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이다. 또한, 상기 MME(925) 및 S-GW(930)는 망에 접속하는 단말에 대한 인증(authentication), 베어러(bearer) 관리 등을 더 수행할 수 있으며 상기 기지국으로부터 도착한 패킷 또는 상기 기지국으로 전달할 패킷을 처리한다.
도 10은 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. NR의 무선 프로토콜의 구조는 도 10의 무선 프로토콜 구조와는 일부 상이할 수 있다.
도 10을 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(1005, 1040), RLC(Radio Link Control)(1010, 1035), MAC (Medium Access Control)(1015, 1030)으로 이루어진다.
PDCP (1005, 1040)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당한다. RLC (1010), 1035)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성한다. MAC(1015, 1030)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다.
물리 계층 (PHY layer)(1020, 1025)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다.
또한 물리 계층에서도 추가적인 오류 정정을 위해, HARQ (Hybrid ARQ) 를 사용하고 있으며, 수신단에서는 송신단에서 전송한 패킷의 수신여부를 1 비트로 전송한다. 이를 HARQ ACK/NACK 정보라 한다.
업링크 전송에 대한 다운링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 물리 채널을 통해 전송된다. 다운링크 전송에 대한 업링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel)이나 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) 물리 채널을 통해 전송될 수 있다. 상기 PUCCH는 상기 HARQ ACK/NACK 정보뿐만 아니라, 단말이 하향링크채널 상황 정보 (CSI, Channel Status Information), 스케쥴링 요청 (SR, Scheduling Request) 등을 기지국에 전달하는데 이용된다.
상기 SR은 1 비트 정보로, 기지국이 설정한 PUCCH 내의 자원에 단말이 SR을 전송하면, 기지국은 해당 단말이 상향링크로 보낼 데이터가 있음을 인지하여, 상향링크 자원을 할당해준다. 상기 상향링크 자원으로 단말은 상세한 버퍼상태보고 (BSR, Buffer Status Report) 메시지를 전송할 수 있다. 기지국은 한 단말에게 복수 개의 SR 자원을 할당할 수 있다.
한편 상기 PHY 계층은 하나 혹은 복수 개의 주파수/반송파로 이루어질 수 있으며, 하나의 기지국에서 복수 개의 주파수를 동시에 설정하여 사용하는 기술을 반송파 집적 기술 (carrier aggreagation, 이하 CA라 칭함)이라 한다.
CA 기술이란 단말 (혹은 User Equipment, UE) 과 기지국 (E-UTRAN NodeB, eNB) 사이의 통신을 위해 하나의 반송파만 사용하던 것을, 주반송파와 하나 혹은 복수개의 부차반송파를 추가로 사용하여 부차반송파의 갯수만큼 전송량을 획기적으로 늘릴 수 있다.
한편, LTE에서는 주반송파를 사용하는 기지국 내의 셀을 PCell (Primary Cell)이라 하며, 부차반송파를 SCell (Secondary Cell)이라 칭한다. 상기의 CA기능을 두개의 기지국으로 확장한 기술을 이중 연결 기술 (dual connectivity, 이하 DC라 칭함)이라 한다.
상기 DC 기술에서는 단말이 주기지국 (Master E-UTRAN NodeB, 이하 MeNB라 칭함)과 보조기지국 (Secondary E-UTRAN NodeB, 이하 SeNB라 칭함)을 동시에 연결해서 사용하고 있으며, 주기지국 내에 속한 셀들을 주셀그룹 (Master Cell Group, 이하 MCG라 칭함)이라 하고, 보조기지국에 속한 셀들을 보조셀그룹 (Secondary Cell Group, 이하 SCG라 칭함)이라 한다.
상기 각 셀그룹별로 대표셀이 있으며, 주셀그룹의 대표 셀을 주셀(Primary Cell, 이하 PCell이라 칭함)이라 하고, 보조셀그룹의 대표 셀을 주보조셀 (Primary Secondary Cell, 이하 PSCell이라 칭함)이라 한다. 전술한 NR을 사용할 때, 상기 MCG를 LTE 기술을 사용하고 상기 SCG를 NR로 사용하여, LTE와 NR을 단말이 동시에 사용할 수 있다.
도시하지 않았지만, 단말과 기지국의 PDCP 계층의 상위에는 각각 RRC (Radio Resource Control, 이하 RRC라고 한다) 계층이 존재하며, 상기 RRC 계층은 무선 자원 제어를 위해 접속 및 측정 관련 설정 제어 메시지를 주고 받을 수 있다. 기지국은 상기 RRC 계층의 메시지를 사용하여 단말에게 측정을 지시할 수 있으며, 단말은 측정 결과를 상기 RRC계층의 메시지를 사용하여 기지국에게 보고할 수 있다.
도 11은 스케쥴링요청을 전송하는 방법 사용시 단말과 기지국 간의 메시지 흐름에 대한 도면이다.
도 11을 참조하면, 휴면 모드 (RRC_IDLE)에 있는 단말 (1101)은 보낼 데이터의 발생 등의 이유로 기지국으로 접속을 수행한다 (1111). 상기 휴면 모드에서는 단말의 전력 절약 등을 위해 네트워크와 연결이 되어 있지 않아 데이터를 전송할 수 없는 상태이며, 데이터 전송을 위해서는 연결 모드 (RRC_CONNECTED)로 천이가 필요하다.
단말이 기지국 (1103)에 접속 절차를 성공하면, 단말은 연결 모드 (RRC_CONNECTED)로 상태가 변경이 되며, 상기 연결모드에 있는 단말은 시큐리티 활성화 및 후술할 데이터를 위한 베어러 설정 등을 통해 기지국과 데이터 송수신이 가능하다.
이후 기지국은 단말에게 데이터 전송을 위한 논리적 통로 역할을 하는 베어러 (Data Radio Bearer, DRB)를 설정하고, 상향링크 자원 요청을 위한 SR 자원 및 관련 설정정보를 전송한다 (1113). 기지국은 단말에게 용도에 따라 복수 개의 주기적 SR 설정정보를 설정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 두 개의 SR 설정정보를 설정할 수 있으며, SR 설정정보 1은 논리채널 a, b에 데이터가 발생할 때 사용하기 위한 설정정보이며, SR 설정정보 2는 논리채널 c, d에 데이터가 발생할 때 사용하기 위한 설정정보일 수 있다. 상기의 각 SR 설정정보는 상기 SR 설정정보와 연관된 논리채널에 대한 정보를 포함하며, 또한 하나 혹은 복수 개의 주기적인 SR 자원의 정보를 포함할 수 있다.
한편, 차세대 이동통신 시스템에서는 기지국이 대역폭이 굉장히 넓을 수 있으며, 이에 따라 기지국이 광대역을 사용하더라도 단말에게 해당 대역폭의 일부분만을 설정해줄 수 있다. 이러한 개념을 BWP (Bandwidth Part)라 칭한다.
운용 시나리오에 따라 한 단말에게 한 셀에 대해 하나 혹은 복수 개의 BWP이 설정될 수 있으며, 각 BWP가 사용하는 뉴머랄러지(numerology)/ 전송시간간격 (Transmission Time Interval, TTI)은 다르게 설정될 수 있다.
기지국은 한 단말에게 각 SR 설정정보를 통하여 상기 단말에게 설정해주는 각 BWP 별로 주기적인 SR 자원을 설정해 줄 수 있다. 예를 들어, 단말은 다른 주파수를 가지는 두개의 셀을 사용하도록 설정 되고, 각 셀별로 3개의 BWP가 있는 경우 단말에게 총 6개의 BWP가 존재하며, 기지국은 SR 설정정보 1를 위해 상기 6개의 BWP 별로 각각 하나의 주기적인 SR 자원을 설정해 줄 수 있고, 기지국은 SR 설정정보 2를 위해 상기 6개의 BWP 별로 각각 하나의 주기적인 SR 자원을 설정해 줄 수 있다. 이에 따라, 단말은 상기 다른 두개의 셀별로 하나의 BWP만 활성화가 된 경우 (즉 총 6개 중 2개의 BWP가 활성화), 단말은 여전히 각 BWP별로 설정된 SR이 있으므로, 기지국으로 자원요청을 할 수 있게 된다.
또한, 상기 각 SR 설정정보 내 에는, SR 전송을 빈번하게 하지 않도록 제어하는 SR 금지 타이머와 SR 최대 전송횟수가 독립적으로 설정될 수 있다.
한편 상기 SR 금지 타이머는 SR 주기의 개수로 표현된다. 예를 들어 SR의 주기가 10 ms 인데, SR 금지 타이머가 5 이면, 50 ms가 된다. 상기의 예시와 같이 6개의 BWP가 있는데 각각의 SR 자원이 서로 다른 주기를 가지게 되는 경우, 단말은 활성화 여부와 관계없이 해당 SR 설정정보 내의 가장 짧은 설정정보의 주기를 사용할 수 있다. 혹은 단말은 해당 SR 설정정보 내의 현재 활성화된 BWP의 SR 자원의 주기 가운데 가장 짧은 설정정보의 주기를 사용할 수 있다. 혹은 단말은 해당 SR 설정정보 뿐만 아니라 모든 설정된 SR 자원의 주기 가운데 가장 짧은 설정정보의 주기를 사용할 수 있다.
이에 따라 각 SR 설정정보 별로 하기의 정보들이 설정될 수 있다.
-해당 SR 설정정보의 SR 전송자원의 시간/주파수 자원에 대한 리스트
·시간패턴: 오프셋/ 주기
·주파수: 셀 식별자, BWP 식별자, 물리자원블록 (Physical Resource Block, PRB) 식별자
·코드: SR 전송 시 사용되는 물리 신호 시퀀스
-해당 SR 설정정보에 매핑되는 논리채널 리스트 (상기의 a, b 등)
-해당 SR 설정정보에 사용되는 SR금지타이머 (sr-ProhibitTimer), SR최대전송횟수 (sr-TransMax)
기지국은 단말에게 상기 각종 설정을 RRC 계층의 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 사용하여 전송할 수 있다. 이후 단말은 상기 설정 지시에 대한 확인 메시지를 전송하며 (1115), 이는 RRC 계층의 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 사용할 수 있다.
한편 단말은 하기의 다양한 조건에 따라 현재 단말의 버퍼상태보고 (BSR)를 트리거링 (triggering) 하며, 상기 BSR은 전송이 트리거링 되는 조건에 따라 3개의 타입으로 나뉜다. 제1타입은 Regular BSR, 제2타입은 Periodic BSR, 제3타입은 Padding BSR 이다.
-제1타입: Regular BSR
·단말이 논리채널그룹 (Logical Channel Group, 이하 LCG라 칭함)에 속해있는 어떠한 논리채널/무선 베어러 (Radio Bearer, RB)에 대해 전송이 가능한 데이터가 있을 때, BSR 재전송 타이머 (retxBSR-Timer)가 만료된 경우에 전송되는 BSR
·상기의 LCG에 속해있는 논리채널/무선 베어러에 대해 상위 계층 (RLC 혹은 PDCP 계층)으로부터 전송할 데이터가 발생하고, 이 데이터가 어떠한 LCG에 속해있는 논리채널/무선 베어러보다 높은 우선순위를 가질 때 전송되는 BSR
·상기의 LCG에 속해있는 논리채널/무선 베어러에 대해 상위 계층 (RLC 혹은 PDCP 계층)으로부터 전송할 데이터가 발생하고, 이 데이터를 제외하고 어떠한 LCG에도 데이터가 없을 경우에 전송되는 BSR
-제2타입: Periodic BSR
·단말에게 설정된 주기적BSR타이머 (periodicBSR-Timer)가 만료되었을 경우에 전송되는 BSR
-제3타입: Padding BSR
·상향링크 자원이 할당되고, 데이터를 전송하고 남는 공간을 채우는 패딩 비트가 BSR MAC CE의 크기와 BSR MAC CE의 서브헤더 크기를 합친 것과 같거나 더 클 경우에 전송되는 BSR
·만약, 복수 개의 LCG의 버퍼에 패킷이 있는 경우, Truncated BSR을 전송
상기 조건에 따라 만약 어떠한 논리채널의 트래픽 발생으로 인해 Regular BSR이 트리거링된 경우 (1117), 해당 논리채널이 특정 SR 설정정보와 매핑되어 있는지를 선택하고 (예를 들어, 상기 SR 설정정보 1 혹은 2), (1119) 만약 해당 설정정보가 존재하는 경우, 선택한 SR 설정정보로 SR을 트리거링 한다 (1121).
이에 따라 단말은 해당 SR 설정정보 에 설정되어 있는 하나 혹은 복수 개의 SR 자원 가운데 시간상으로 가장 빠른 SR 자원, 혹은 상기 SR 설정정보에 나열된 순서에 따른 SR 자원으로 SR 신호를 기지국으로 전송한다 (1123).
상기 SR 신호를 기지국으로 전송한 후, 단말은 해당 SR 설정정보에 설정된 SR 금지 타이머를 구동하고 이에 따라 상기 타이머가 구동되는 경우, 해당 SR 설정정보에 대한 SR을 전송하지 않는다. 또한, 상기 SR 신호를 기지국으로 전송한 후, SR 전송횟수 카운터를 증가시켜, 상기 설정된 해당 최대전송횟수에 도달하였는지 여부를 판단한다. 만약 SR 전송이 해당 설정된 SR 최대전송횟수에 도달한 경우, 단말은 기지국으로 랜덤엑세스를 수행하여, BSR을 기지국으로 전송하여 현재 단말의 버퍼상태를 보고한다.
도 12는 스케쥴링요청을 전송하는 방법 사용시 단말의 동작 순서에 대한 도면이다.
도 12를 참조하면, 단말이 LTE 기지국에 연결되어, 연결 모드 (RRC_CONNECTED)에 있는 상태를 가정한다. 이후 단말은 기지국으로부터 DRB를 설정받고, 상향링크 자원 요청을 위한 SR 자원 및 관련 설정정보를 설정받고 이에 대한 확인 메시지를 전송한다 (1203).
상기 상향링크 자원 요청을 위한 SR 자원 및 관련 설정정보에는 복수 개의 주기적 SR 설정정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 단말은 두 개의 SR 설정정보를 설정할 수 있으며, SR 설정정보 1은 논리채널 a, b에 데이터가 발생할 때 사용하기 위한 설정정보이며, SR 설정정보 2는 논리채널 c, d에 데이터가 발생할 때 사용하기 위한 설정정보일 수 있다. 상기의 각 SR 설정정보에는 상기 SR 설정정보와 연관된 논리채널에 대한 정보를 포함하며, 또한 하나 혹은 복수 개의 주기적인 SR 자원의 정보가 설정될 수 있다. 각 SR 설정정보 내에서, 상기 단말에게 설정해주는 각 BWP 별로 주기적인 SR 자원을 설정받을 수 있다.
단말이 주파수가 다른 두개의 셀을 사용하도록 설정 되고, 각 셀별로 3개의 BWP가 있는 경우, 단말에게 총 6개의 BWP가 존재하며, 기지국은 SR 설정정보 1를 위해 상기 6개의 BWP 별로 각각 하나의 주기적인 SR 자원을 설정해 줄 수 있고, 기지국은 SR 설정정보 2를 위해 상기 6개의 BWP 별로 각각 하나의 주기적인 SR 자원을 설정해 줄 수 있다. 이에 따라, 단말이 상기 다른 두개의 셀별로 하나의 BWP만 활성화가 된 경우 (즉 총 6개 중 2개의 BWP가 활성화), 단말은 여전히 각 BWP별로 설정된 SR이 있으므로, 기지국으로 자원요청을 할 수 있게 된다.
또한, 상기 각 SR 설정정보 내에는, SR 전송을 빈번하게 하지 않도록 제어하는 SR금지타이머와 SR 최대 전송횟수가 독립적으로 설정될 수 있다.
한편 상기 SR 금지타이머는 SR 주기의 개수로 표현된다. 예를 들어 SR의 주기가 10 ms 인데, SR 금지 타이머가 5 이면, 50 ms가 된다. 상기의 예시와 같이 6개의 BWP가 있는데 각각의 SR 자원이 서로 다른 주기를 가지게 되는 경우, 단말은 활성화 여부와 관계없이 해당 SR 설정정보 내의 가장 짧은 설정정보의 주기를 사용할 수 있다. 혹은 단말은 해당 SR 설정정보 내의 현재 활성화된 BWP의 SR 자원의 주기 가운데 가장 짧은 설정정보의 주기를 사용할 수 있다. 혹은 단말은 해당 SR 설정정보 뿐만 아니라 모든 설정된 SR 자원의 주기 가운데 가장 짧은 설정정보의 주기를 사용할 수 있다.
이에 따라 각 SR 설정정보 별로 하기의 정보들이 설정될 수 있다.
- 해당 SR 설정정보의 SR 전송자원의 시간/주파수 자원에 대한 리스트
·시간패턴: 오프셋/ 주기
·주파수: 셀 식별자, BWP 식별자, 물리자원블록 (Physical Resource Block, PRB) 식별자
·코드: SR 전송 시 사용되는 물리 신호 시퀀스
- 해당 SR 설정정보에 매핑되는 논리채널 리스트 (상기의 a, b 등)
- 해당 SR 설정정보에 사용되는 SR금지타이머 (sr-ProhibitTimer), SR최대전송횟수 (sr-TransMax)
한편 단말은 하기의 다양한 조건에 따라 현재 단말의 버퍼상태보고 (BSR)를 트리거링 (triggering) 하며, 상기 BSR은 전송이 트리거링 되는 조건에 따라 3가지 타입으로 나뉜다. 제1타입은 Regular BSR, 제2타입은 Periodic BSR, 제3타입은 Padding BSR 이다.
-제1타입: Regular BSR
·단말이 논리채널그룹 (Logical Channel Group, 이하 LCG라 칭함)에 속해있는 어떠한 논리채널/무선 베어러 (Radio Bearer, RB)에 대해 전송이 가능한 데이터가 있을 때, BSR 재전송 타이머 (retxBSR-Timer)가 만료된 경우에 전송되는 BSR
·상기의 LCG에 속해있는 논리채널/무선 베어러에 대해 상위 계층 (RLC 혹은 PDCP 계층)으로부터 전송할 데이터가 발생하고, 이 데이터가 어떠한 LCG에 속해있는 논리채널/무선 베어러보다 높은 우선순위를 가질 때 전송되는 BSR
·상기의 LCG에 속해있는 논리채널/무선 베어러에 대해 상위 계층 (RLC 혹은 PDCP 계층)으로부터 전송할 데이터가 발생하고, 이 데이터를 제외하고 어떠한 LCG에도 데이터가 없을 경우에 전송되는 BSR
-제2타입: Periodic BSR
·단말에게 설정된 주기적BSR타이머 (periodicBSR-Timer)가 만료되었을 경우에 전송되는 BSR
-제3타입: Padding BSR
·상향링크 자원이 할당되고, 데이터를 전송하고 남는 공간을 채우는 패딩 비트가 BSR MAC CE의 크기와 BSR MAC CE의 서브헤더 크기를 합친 것과 같거나 더 클 경우에 전송되는 BSR
·만약, 복수 개의 LCG의 버퍼에 패킷이 있는 경우, Truncated BSR을 전송
상기 조건에 따라 만약 어떠한 논리채널의 트래픽 발생으로 인해 Regular BSR이 트리거링된 경우 (1205), 해당 논리채널이 특정 SR 설정정보와 매핑되어 있는지를 선택하고 (예를 들어, 상기 SR 설정정보 1 혹은 2) (1207) 만약 해당 설정정보가 존재하는 경우, 선택한 SR 설정정보로 SR을 트리거링 한다 (1209).
이에 따라 단말은 해당 SR 설정정보 에 설정되어 있는 하나 혹은 복수 개의 SR 자원 가운데 시간상으로 가장 빠른 SR 자원, 혹은 상기 SR 설정정보에 나열된 순서에 따른 SR 자원으로 SR 신호를 기지국으로 전송한다 (1211).
상기 SR 신호를 기지국으로 전송한 후, 단말은 해당 SR 설정정보에 설정된 SR 금지 타이머를 구동하고 이에 따라 상기 타이머가 구동되는 경우, 해당 SR 설정정보에 대한 SR을 전송하지 않는다. 만약, 소정의 시간동안 기지국으로부터 BSR을 위한 자원을 받은 경우, 기지국으로 BSR을 전송하고 (1215), 만약 소정의 시간동안 기지국으로부터 BSR을 위한 자원을 받지 못한 경우 (1213), 해당 SR의 전송 횟수가 상기 설정된 최대 횟수에 도달하지 않은 경우 (1217), 단말은 해당 SR을 재전송할 수 있다 (1211).
많은 단말이 혼재하여 해당 단말에게 상향링크 자원을 줄 여력이 없거나, 혹은 상기 SR 전송을 기지국이 제대로 수신하지 못한 경우 등이 발생할 수 있다. 만약 SR 전송횟수가 상기 설정된 최대 전송횟수에 도달한 경우, 단말은 기지국으로 랜덤엑세스 절차를 수행하여 상향링크 자원을 요청하고, 해당 자원으로 BSR을 전송할 수 있다 (1219).
도 9는 본 개시의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 eNB, Node B 또는 기지국)(905, 910, 915, 920)과 MME(Mobility Management Entity, 925) 및 S-GW(Serving-Gateway, 930)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(935)은 eNB(905~920) 및 S-GW(930)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
eNB(905~920)는 UMTS 시스템의 노드 B에 대응된다. eNB는 UE(935)와 무선 채널로 연결되며 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 eNB(905~920)가 담당한다.
하나의 eNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. S-GW(930)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(925)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.
도 10은 본 개시의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 eNB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol 1005, 1040), RLC(Radio Link Control 1010, 1035), MAC(Medium Access Control 1015, 1030)을 포함한다.
PDCP(1005, 1040)는 IP header 압축/복원 등의 동작을 담당한다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
-header 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
-사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)
-순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)
-순서 재정렬 기능(For split bearers in DC (only support for RLC AM): PDCP PDU routing for transmission and PDCP PDU reordering for reception)
-중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)
-재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs at handover and, for split bearers in DC, of PDCP PDUs at PDCP data-recovery procedure, for RLC AM)
-암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)
-타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)
무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(1010, 1035)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. RLC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
-데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)
-ARQ 기능(Error Correction through ARQ (only for AM data transfer))
-접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs (only for UM and AM data transfer))
-재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs (only for AM data transfer))
-순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs (only for UM and AM data transfer)
-중복 탐지 기능(Duplicate detection (only for UM and AM data transfer))
-오류 탐지 기능(Protocol error detection (only for AM data transfer))
-RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard (only for UM and AM data transfer))
-RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)
MAC(1015, 1030)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. MAC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
-맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)
-다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs belonging to one or different logical channels into/from transport blocks (TB) delivered to/from the physical layer on transport channels)
-스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)
-HARQ 기능(Error correction through HARQ)
-로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)
-단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)
-MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)
-전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)
-패딩 기능(Padding)
물리 계층(1020, 1025)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다.
도 13은 본 개시가 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR PDCP(1305, 1340), NR RLC(1310, 1335), NR MAC(1315, 1330)으로 이루어진다.
상기 NR PDCP (1305, 1340)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
-헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
-사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)
-순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)
-순서 재정렬 기능(PDCP PDU reordering for reception)
-중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs)
-재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs)
-암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)
-타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)
상기 NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 하위 계층에서 수신한 PDCP PDU들을 PDCP SN(sequence number)을 기반으로 순서대로 재정렬하는 기능을 말하며, 재정렬된 순서대로 데이터를 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 PDCP PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.
상기 NR RLC(1310, 1335)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
-데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)
-순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)
-비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)
-ARQ 기능(Error Correction through ARQ)
-접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs)
-재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs)
-순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs)
-중복 탐지 기능(Duplicate detection)
-오류 탐지 기능(Protocol error detection)
-RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard)
-RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)
상기에서 NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들을 RLC SN(sequence number) 혹은 PDCP SN(sequence number)를 기준으로 재정렬하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC SDU가 있을 경우, 유실된 RLC SDU 이전까지의 RLC SDU들만을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 타이머가 시작되기 전에 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 현재까지 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다.
또한 NR RLC 장치는 상기에서 RLC PDU들을 수신하는 순서대로 (일련번호, Sequence number의 순서와 상관없이, 도착하는 순으로) 처리하여 PDCP 장치로 순서와 상관없이(Out-of sequence delivery) 전달할 수도 있으며, segment 인 경우에는 버퍼에 저장되어 있거나 추후에 수신될 segment들을 수신하여 온전한 하나의 RLC PDU로 재구성한 후, 처리하여 PDCP 장치로 전달할 수 있다. 상기 NR RLC 계층은 접합(Concatenation) 기능을 포함하지 않을 수 있고 상기 기능을 NR MAC 계층에서 수행하거나 NR MAC 계층의 다중화(multiplexing) 기능으로 대체할 수 있다.
상기에서 NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서와 상관없이 바로 상위 계층으로 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들의 RLC SN 혹은 PDCP SN을 저장하고 순서를 정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록해두는 기능을 포함할 수 있다.
상기 NR MAC(1315, 1330)은 한 단말에 구성된 여러 NR RLC 계층 장치들과 연결될 수 있으며, NR MAC의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
-맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)
-다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs)
-스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)
-HARQ 기능(Error correction through HARQ)
-로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)
-단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)
-MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)
-전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)
-패딩 기능(Padding)
NR PHY 계층(1320, 1325)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 수행할 수 있다.
도 14는 LTE 시스템에서 IDLE 상태의 단말이 셀을 측정하고 재선택하는 절차를 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 셀 재선택은 IDLE 상태에 있는 단말의 이동으로 인해 서빙 셀과의 서비스 품질이 주변 셀과의 서비스 품질보다 낮아지는 경우, 단말이 어느 셀에 캠핑할지 결정하는 절차이다.
핸드오버의 결정은 망(MME 또는 source eNB)에 의해 결정되는데 비해서, 셀 재선택은 측정값을 기반으로 단말이 결정한다. 또한 단말이 이동하면서 재선택하게 되는 셀은 현재 캠핑하고 있는 서빙 셀과 같은 LTE 주파수를 사용(intra-frequency)하는 셀, 다른 LTE 주파수를 사용(inter-frequency)하는 셀, 또는 다른 무선접속기술을 사용(inter-RAT)하는 셀일 수 있다.
IDLE 상태에 있는 단말은 서빙 셀에 캠핑(1405)하고 있으면서 일련의 동작을 수행한다. 먼저 서빙 셀의 기지국이 방송하는 시스템 정보(System information block, SIB)를 수신한다(1410). 참고로 MIB, SIB 1, SIB 2는 모든 단말에게 공통으로 적용되는 시스템 정보이고, SIB 3 ~ SIB 8은 IDLE 상태에 있는 단말이 셀을 재선택하는데 필요한 정보를 포함한다.
LTE 주파수내(intra-frequency) 측정과 관련된 정보는 SIB 4로 전달되고, 주파수간(inter-frequency) 측정과 관련된 정보는 SIB 5로 전달된다. 상기의 시스템 정보에는 주변 셀 신호 측정 여부를 결정할 때 사용되는 임계값, 서빙 셀과 주변 셀들의 Rank 계산시 사용되는 파라미터 등이 포함된다. 또한, 주파수내 측정에 대해서는 캐리어 주파수가 현재 서빙 셀과 같기 때문에 따로 캐리어 주파수 정보를 SIB 4에 시그널링하지 않지만, SIB 5에는 측정이 필요한 주변 셀의 캐리어 주파수 정보를 명시한다.
IDLE 상태에 있는 단말은 DRX(Discontinuous Reception) 주기마다 깨어나서 서빙 셀의 절대적인 신호 세기(Reference Signal Received Power(RSRP), Q_rxlevmeas,
)와 상대적인 신호 품질(Reference Signal Received Quality(RSRQ),Q_qualmeas, 
)을 측정한다(1415). 상기의 측정값들과 기지국으로부터 수신한 파라미터들을 이용해서 서빙 셀의 수신 레벨(Srxlev)과 수신 품질(Squal)을 계산하고, 이 값들을 임계값들과 비교해서 셀 재선택 여부를 결정한다. 서빙 셀의 수신 레벨(Srxlev)과 수신 품질(Squal)은 아래의 수식으로 구해진다
여기서 사용되는 파라미터들의 정의는 3GPP 표준 문서 “36.304: User Equipment (UE) procedures in idle mode”를 참고한다.
측정값들로부터 구해진 서빙 셀의 신호 세기 및 품질이 임계값보다 작아지는 경우(
) 셀 재선택이 트리거링 된다(1420). 만약 상기의 조건을 만족하지 않으면 단말은 셀 재선택없이 해당 서빙 셀에 계속 캠프-온 한다(1425). 상기의 조건을 만족해서 셀 재선택이 트리거링되면 단말은 우선순위 기반으로 주변 셀들을 측정한다(1430). 높은 우선순위를 가지는 inter-frequency/inter-RAT 셀에 대해서는 서빙 셀의 품질에 상관없이 주변 셀 측정을 시작한다. 또한, 서빙 셀과 우선순위가 같거나 낮은 inter-frequency 셀에 대해서는 서빙 셀의 신호 세기 및 품질이 시스템 정보로 수신한 임계값(
(SnonIntraSearchP), 
(SnonIntraSearchQ))보다 작아지게 되면, 즉 
(Srxlev < SnonIntraSearchP 혹은 Squal < SnonIntraSearchQ)을 만족하면 주변 셀에 대한 측정을 시작한다.
주변 셀들에 대한 측정이 끝나면(1430), 단말은 우선순위 기반의 셀 재선택을 수행한다(1435). 첫 번째로, 우선순위가 높은 inter-frequency/inter-RAT 셀의 재선택에 대해, 해당 셀의 신호 품질이 특정 시간 
(TreselectionRAT) 동안 임계값 
(ThreshX, HighQ) 보다 크면(Squal > 
(ThreshX, HighQ)) 단말은 해당 셀로의 재선택을 수행한다. 두 번째로, 우선순위가 낮은 inter-frequency 셀 재선택은 먼저 서빙 셀의 신호 품질이 임계값 
(ThreshServing, LowQ) 보다 작은 조건(Squal < 
(ThreshServing, LowQ))을 만족하는 지 판단하고, 상기 조건이 만족할 경우에 대해서 inter-frequency 셀의 신호 품질이 특정 시간 
(TreselectionRAT) 동안 임계값 
(ThreshX, LowQ)보다 크면(Squal > 
(ThreshX, LowQ)) 해당 셀을 재선택한다(1440). 세 번째로 우선순위가 같은 intra-frequency/inter-frequency 셀 재선택에 대해, 주변 셀들로부터의 측정값(RSRP)을 기반으로 셀 별 Rank를 구한다. 서빙 셀과 주변 셀의 Rank는 아래의 식과 같이 각각 계산된다.
여기서 
(Qmeas,s)는 서빙 셀의 RSRP 측정 값, 
(Qmeas,n)는 주변 셀의 RSRP 측정값, 
(QHyst)는 서빙 셀의 hysteresis 값, Qoffset은 서빙 셀과 주변 셀간의 오프셋이고 
(Qoffsettemp)은 일시적으로 셀에 적용된 오프셋이다. 상기의 식으로부터 구해진 주변 셀의 Rank가 서빙 셀의 Rank보다 큰 경우(Rn > Rs)에 대해 주변 셀 중 최적의 셀에 캠핑한다.
상기의 과정에서 셀 재선택이 결정되면 단말은 해당 셀로부터 시스템 정보를 수신하고, 새로운 서빙 셀로 서비스를 받을 수 있는 지 적합성(suitability) 체크를 한다(1440). 만약, TAI(Tracking Area Identity)가 단말의 TAI 리스트에 있지 않으면 TAU(Tracking Area Update) 절차를 수행하고, 해당 셀이 새로운 셀로 결정되면 서빙 셀로의 동작(시스템 정보 획득, paging 모니터링, 서빙 셀 신호 측정)을 수행한다.
도 15는 LTE 시스템에서 연결 상태의 단말의 채널 측정 및 보고 절차를 설명하는 도면이다.
도 15를 참조하면, 휴면 모드(RRC_IDLE)에 있는 단말은 적합한 셀을 찾아 해당 기지국에 캠핑해 있다가(1505), 보낼 데이터의 발생 등의 이유로 기지국에 접속을 수행한다(1510). 상기 휴면 모드에서는 단말의 전력 절약 등을 위해 네트워크와 연결이 되어 있지 않아 데이터를 전송할 수 없는 상태이며, 데이터 전송을 위해서는 연결 모드(RRC_CONNECTED)로 천이가 필요하다. 또한 상기 캠핑한다는 의미는, 단말이 해당 셀에 머물러서, 하향링크로 데이터가 오는지 여부를 판단하기 위해 페이징 메시지를 받고 있다는 의미이다. 단말이 기지국에 접속 절차를 성공하면, 단말은 연결 모드(RRC_CONNECTED)로 상태가 변경이 되며, 상기 연결모드에 있는 단말은 기지국과 데이터 송수신이 가능하다.
연결 모드에 있는 단말은 셀 내, 혹은 셀 밖으로 이동함에 따라 다른 셀/기지국으로부터 송수신을 하도록 이동을 명령하여야 할 필요가 있다. 이를 위해 기지국은 RRC 메시지를 통해 다른 셀에 대한 측정(L3 측정)을 지시하도록 설정한다(1515). 상기 측정 지시에는 단말이 기지국으로 측정 결과를 보고하도록 하는 대상, 조건 및 파라미터들을 포함할 수 있다. 상기와 같은 설정정보를 수신한 단말은 기지국으로 설정정보를 성공적으로 수신하였음을 알리는 확인 메시지를 전송한다(1520). 이를 위해 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지가 사용될 수 있다.
1525 단계에서 단말은 기지국과 데이터 송수신을 수행할 수 있고, 1530 단계에서 서빙 셀 및 측정 대상(1531, 1532, 1533)에 대한 하향링크 셀의 신호 세기를 측정한다. 상기 단계에서 단말은 셀 레벨의 측정 결과를 측정하고 기지국으로부터 설정 받은 보고 조건을 판단한다. 상기 설정 조건은 주파수내/주파수간에 따라 다르게 설정될 수 있다. 특히, 주파수간 채널 측정 설정의 경우 해당 주파수를 지시하는 캐리어 주파수 정보가 필요하다. 설정된 측정값 보고 조건에 맞춰서 단말은 기지국에게 측정 결과를 RRC 메시지를 통해 보고하고(1535), 기지국은 단말로부터 수신한 측정값을 기반으로 핸드오버 절차를 수행할 수 있다(1540).
차세대 이동통신 시스템(NR)에서는 기존 LTE 시스템과 다르게 주파수내/주파수간 측정에 대한 정의가 다르게 적용될 수 있다. NR에서는 동기신호 블록(Synchronization Signal Block, SSB) 기반으로 무선 자원 측정(Radio Resource Measurement, RRM)이 수행된다. 또한, LTE에서는 한 주파수에서 적용되는 부반송파 간격(subspace spacing, SCS)이 일정하였지만, NR에서는 동일 주파수 대역에서 여러가지 부반송파 간격이 사용될 수 있다. 정리하자면, NR에서는 주변 셀/기지국에 대한 채널 측정을 지시할 경우 특정 셀에서의 SSB를 측정하게 되고, 주파수내/주파수간 측정의 정의를 명확히 하기 위해 상기 SSB의 부반송파 간격이 일정한지 여부를 추가로 판단해야 한다. 아래에 주파수내/주파수간 측정의 정의를 명시하였다.
1.SSB 기반의 intra-frequency 측정: intra-frequency에 대한 주변 셀들을 측정하기 위해, 현재 서빙 셀의 SSB와 같은 중심 주파수를 가지며, SCS가 같은 주변 셀들의 SSB를 측정해야 한다.
2.SSB 기반의 inter-frequency 측정: inter-frequency에 대한 주변 셀들을 측정하기 위해, 현재 서빙 셀의 SSB와 다른 중심 주파수를 가지는 주변 셀들의 SSB를 측정하거나, 현재 서빙 셀의 SSB와 같은 중심 주파수를 가지지만 SCS가 다른 주변 셀들의 SSB를 측정해야 한다.
상기의 SSB 기반의 측정의 정의는 동일 셀은 오직 하나의 SSB를 전송한다는 가정하에 성립될 수 있다. 또한, 정리하자면 intra-frequency/inter-frequency 측정은 주변 셀들의 중심 주파수와 SCS가 무엇인지에 따라 결정될 수 있다. 특히 IDLE 단말의 intra-frequency 측정을 위해 LTE에서에서처럼 system information에서 주변 intra-frequency 셀들에 대한 측정 설정을 포함할 수 있고(LTE에서의 SIB 4), 주변 inter-frequency 셀들에 대한 측정 설정을 포함할 수 있다(LTE 에서의 SIB 5). 해당 시스템 정보의 번호 및 구분은 NR에서도 그대로 사용될 수 있다. 상기 SIB 4와 SIB 5는 Other System Information(OSI)를 통해 전달될 수 있다. NR에서의 시스템 정보는 크게 두가지로 구분될 수 있는데 모든 단말에게 공통적으로 필요한 Master System Information (MSI)과 단말의 on-demand 요청에 따라 제공될 수 있는 OSI 이다.
도 16은 본 개시의 실시예 1에 따른 차세대 이동 통신 시스템에서의 IDLE 상태의 단말이 주변 셀을 측정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 16을 참조하면, 셀 재선택은 IDLE 상태에 있는 단말의 이동으로 인해 서빙 셀과의 서비스 품질이 주변 셀과의 서비스 품질보다 낮아지는 경우, 단말이 어느 셀에 캠핑할지 결정하는 절차이다. 핸드오버의 결정은 망(MME 또는 source gNB)에 의해 결정되는데 비해서, 셀 재선택은 측정값을 기반으로 단말이 결정한다. 또한 단말이 이동하면서 재선택하게 되는 셀은 현재 캠핑하고 있는 서빙 셀과 같은 LTE 주파수를 사용(intra-frequency)하는 셀, 다른 LTE 주파수를 사용(inter-frequency)하는 셀, 또는 다른 무선접속기술을 사용(inter-RAT)하는 셀일 수 있다.
IDLE 상태에 있는 단말은 서빙 셀에 캠핑(1605)하고 있으면서 일련의 동작을 수행한다. 먼저 서빙 셀의 기지국이 방송하는 시스템 정보(System information block, SIB)를 수신한다(1610).
MIB, SIB 1, SIB 2는 모든 단말에게 공통으로 적용되는 시스템 정보이고, NR에서는 MSI로 정의되어 기지국이 모든 단말에게 공통적으로 방송한다. 반면에 SIB 3 ~ SIB 8은 IDLE 상태에 있는 단말이 셀을 재선택하는데 필요한 정보를 포함하며, NR에서는 OSI로 정의되며 기지국이 단말의 요청에 따라 방송하거나 직접 RRC 시그널링으로 전달할 수 있다.
NR 주파수내(intra-frequency) 측정과 관련된 정보는 SIB4로 전달되고, 주파수간(inter-frequency) 측정과 관련된 정보는 SIB5로 전달된다. 상기의 시스템 정보에는 주변 셀 신호 측정 여부를 결정할 때 사용되는 임계값 (threshould 1, threshould 2) 및 오프셋, 서빙 셀과 주변 셀들의 Rank 계산시 사용되는 파라미터 등이 포함된다.
또한, NR에서의 intra-frequency 측정의 정의에 따라 주파수내 측정에 대해서는 캐리어 주파수 및 부반송파 간격이 현재 서빙 셀과 같기 때문에 따로 캐리어 주파수 및 부반송파 간격에 대한 정보를 SIB4에 시그널링하지 않는다. 반면, SIB5에는 측정이 필요한 주변 셀의 캐리어 주파수 정보 및 부반송파 간격에 대한 정보를 명시한다.
SIB5에서는 캐리어 주파수 정보는 생략될 수 있으며 만약 캐리어 주파수 정보가 포함되지 않는다면, 서빙 셀의 캐리어 주파수 정보와 같다고 판단한다. 즉, 중심 주파수는 현재 서빙 셀의 SSB의 중심 주파수와 같고 부반송파 간격이 다른 inter-frequency에 대한 측정을 수행한다. 상기 SIB5에서는 여러 셀들에 대한 다중 세트 설정이 가능하며, 각각의 세트는 아래와 같은 설정값을 가진다.
-absolute radio-frequency channel number(ARFCN) of the reference SSB: 기준 SSB의 주파수 정보
-SCS of the reference SSB: 기준 SSB의 부반송파 정보
-PCI range (start # + range): 상기의 부반송파 설정을 가지는 물리적 셀 인덱스를 지정 (시작 셀부터 전체 적용 셀의 범위를 지정). 혹은 명시적으로 적용되는 셀들을 리스트로 지시할 수 있음.
또한, 주변 셀 신호 측정 여부를 결정할 때 사용되는 임계값 (threshould 2) 및 오프셋, 서빙 셀과 주변 셀들의 Rank 계산시 사용되는 파라미터 등이 포함될 수 있다. 상기의 임계값 1과 2는 SIB4, SIB5에서 독립적으로 설정되거나 하나의 SIB에서 동시에 설정될 수 있다.
1620 단계에서, 단말은 기지국의 시스템정보로 수신된 설정에 따라 서빙 셀의 기준 SSB와 주변 셀들의 기준 SSB를 측정한다. 상기의 단계는 intra-frequency 측정과 inter-frequency 측정을 우선순위를 둬서 동작하도록 하기 위해 세부적으로 아래의 두가지 단계로 나누어서 동작될 수 있다.
1. Intra-frequency 측정: 임계값 2 <= 서빙 셀의 RSRP < 임계값 1
: 단말은 SIB4에서 지시하는 주변 셀들에 대한 기준 SSB를 측정한다.
여기서 측정해야하는 주변 셀의 SSB 중심 주파수는 현재 서빙 셀의 SSB 중심 주파수 정보와 같다. 또한, 측정해야하는 주변 셀의 SSB 부반송파 간격 정보는 현재 서빙 셀의 SSB 부반송파 간격 정보와 같다. 즉, SIB4에서는 해당 중심 주파수 정보와 부반송파 정보가 생략될 수 있다.
2. Inter-frequency 측정: 서빙 셀의 RSRP < 임계값 2
: 단말은 SIB5에서 지시하는 주변 셀들에 대한 기준 SSB를 측정한다. 여기서 측정해야하는 주변 셀의 SSB 중심 주파수는 SIB에서 ARFCN을 명시하고, 측정해야하는 주변 셀의 SSB 부반송파 간격 정보도 SIB5에서 명시된다. 상기 ARFCN 정보 혹은 부반송파 간격 정보는 SIB5에서 생략될 수도 있으며, 만약 생략되어 있다면 서빙셀의 SSB 중심주파수 정보 및 부반송파 간격 정보와 같다고 해석할 수 있다. 하지만 상기 기준 SSB의 중심 주파수 정보와 부반송파 간격 정보가 동시에 생략될 수는 없다. 이는 inter-frequency 측정의 정의가 주변셀의 SSB에서의 중심 주파수 정보와 부반송파 간격 정보가 둘 중 하나만 다를 경우를 의미하기 때문이다. 또한 상기에서는 SIB5 뿐만 아니라 다른 (RAT: radio access technology)에 대한 SIB 정보를 읽어서 측정한다, 예를 들어 E-UTRA도 포함한다.
상기의 임계값 1은 intra-frequency 측정을 실행하기 위한 기준 값으로 사용될 수 있으며, 임계값 2는 inter-frequency 측정을 실행하기 위한 기준 값으로 사용될 수 있다. intra-frequency 측정을 먼저 수행하고 inter-frequency 측정을 이후에 수행하기 위해서는 임계값 1이 임계값 2보다 커야하며, 반대의 경우도 지원할 수 있다.
단말이 상기의 1620에서 SSB 기반의 주변 셀의 측정을 수행한 이후에는 해당 측정 결과에 따라 셀 재선택 절차를 수행할 수 있다(1625). 해당 동작은 도 3e에서 설명한 LTE의 절차(1420~1440)를 따를 수 있으며, NR에서의 특징을 반영하여 수정될 수 있다. 본 개시에서는 핵심 발명 사항이 아니라 생략하도록 한다.
도 17은 본 개시의 실시예에 따른 차세대 이동 통신 시스템에서의 연결 상태의 단말이 주변 셀을 측정하는 방법을 나타낸 도면이다.
휴면 모드(RRC_IDLE)에 있는 단말은 적합한 셀을 찾아 해당 기지국에 캠핑해 있다가(1705), 보낼 데이터의 발생 등의 이유로 기지국에 접속을 수행한다(1710). 상기 휴면 모드에서는 단말의 전력 절약 등을 위해 네트워크와 연결이 되어 있지 않아 데이터를 전송할 수 없는 상태이며, 데이터 전송을 위해서는 연결 모드(RRC_CONNECTED)로 천이가 필요하다. 또한 상기 캠핑한다는 의미는, 단말이 해당 셀에 머물러서, 하향링크로 데이터가 오는지 여부를 판단하기 위해 페이징 메시지를 받고 있다는 의미이다. 단말이 기지국에 접속 절차를 성공하면, 단말은 연결 모드(RRC_CONNECTED)로 상태가 변경이 되며, 상기 연결모드에 있는 단말은 기지국과 데이터 송수신이 가능하다.
연결 모드에 있는 단말은 셀 내, 혹은 셀 밖으로 이동함에 따라 다른 셀/기지국으로부터 송수신을 하도록 이동을 명령하여야 할 필요가 있다. 이를 위해 기지국은 RRC 메시지를 통해 다른 셀에 대한 측정(L3 측정)을 지시하도록 설정한다(1715). 상기 측정 지시에는 단말이 기지국으로 측정 결과를 보고하도록 하는 대상, 조건 및 파라미터들을 포함할 수 있다. 특히 상기 측정 설정값으로는 측정할 object (RAT: radio access technology)에 따라 아래와 같은 설정값을 포함할 수 있다.
1.NR Measurement object
-ARFCN of the reference SSB: 기준 SSB의 주파수 정보
-SCS of the reference SSB: 기준 SSB의 부반송파 정보
-PCI range (start # + range): 상기의 부반송파 설정을 가지는 물리적 셀 인덱스를 지정 (시작 셀부터 전체 적용 셀의 범위를 지정). 혹은 명시적으로 적용되는 셀들을 리스트로 지시할 수 있음.
2.E-UTRA Measurement object
-ARFCN of the reference SSB: 기준 SSB의 주파수 정보
상기와 같은 설정 정보를 수신한 단말은 기지국으로 설정 정보를 성공적으로 수신하였음을 알리는 확인 메시지를 전송한다(1720). 이를 위해 LTE 시스템에서와 같은 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지가 사용될 수 있다.
1725 단계에서 단말은 기지국과 데이터 송수신을 수행할 수 있고, 1730 단계에서 상기 1715 단계에서 설정된 서빙 셀 및 측정 대상에 대한 하향링크 셀의 신호 세기를 측정한다. 상기 단계에서 단말은 셀 레벨의 측정 결과를 측정하고 기지국으로부터 설정 받은 보고 조건을 판단한다. 상기 설정 조건은 주파수내/주파수간에 따라 다르게 설정될 수 있다. 특히, 주파수간 채널 측정 설정의 경우 해당 주파수를 지시하는 캐리어 주파수 정보 및 부반송파 간격 정보가 필요하다. 설정된 측정값 보고 조건에 맞춰서 단말은 기지국에게 측정 결과를 RRC 메시지를 통해 보고하고(1735), 기지국은 단말로부터 수신한 측정값을 기반으로 핸드오버 절차를 수행할 수 있다(1740). 상기에 설명했듯이 측정 object는 NR 뿐만 아니라 다른 RAT(E-UTRA 등)이 될 수 있다.
도 18은 본 개시의 실시예에 따라 단말의 전체 동작을 나타낸 도면이다.
도 18을 참조하면, IDLE 상태에 있는 단말은 서빙 셀에 캠핑(1805)하고 있으면서 일련의 동작을 수행한다. 먼저 서빙 셀의 기지국이 방송하는 시스템 정보(System information block, SIB)를 수신한다(1810). 참고로 MIB, SIB 1, SIB 2는 모든 단말에게 공통으로 적용되는 시스템 정보이고, NR에서는 MSI로 정의되어 기지국이 모든 단말에게 공통적으로 방송한다. 반면에 SIB 3 ~ SIB 8은 IDLE 상태에 있는 단말이 셀을 재선택하는데 필요한 정보를 포함하며, NR에서는 OSI로 정의되며 기지국이 단말의 요청에 따라 방송하거나 직접 RRC 시그널링으로 전달할 수 있다. 특히, NR 주파수내(intra-frequency) 측정과 관련된 정보는 SIB4로 전달되고, 주파수간(inter-frequency) 측정과 관련된 정보는 SIB5로 전달된다.
특히 SIB4에는 주변 셀 신호 측정 여부를 결정할 때 사용되는 임계값 (threshould 1)이 포함될 수 있고, 주변 intra-frequency 셀 들간의 우선순위를 두어 Rank 계산에 사용할 수 있는 파라미터(셀 식별자, 셀별 오프셋 등)을 셀 리스트 별로 포함할 수 있다.
반면, SIB5에는 측정이 필요한 주변 셀의 캐리어 주파수 정보 및 부반송파 간격에 대한 정보를 명시한다. SIB5에서는 캐리어 주파수 정보는 생략될 수 있으며 만약 캐리어 주파수 정보가 포함되지 않는다면, 서빙 셀의 캐리어 주파수 정보와 같다고 판단한다. 즉, 중심 주파수는 현재 서빙 셀의 SSB의 중심 주파수와 같고 부반송파 간격이 다른 inter-frequency에 대한 측정을 수행한다. 상기 SIB5에서는 여러 셀들에 대한 다중 세트 설정이 가능하며, 각각의 세트는 아래와 같은 설정값을 가진다.
-ARFCN of the reference SSB: 기준 SSB의 주파수 정보
-SCS of the reference SSB: 기준 SSB의 부반송파 정보
-PCI range (start # + range): 상기의 부반송파 설정을 가지는 물리적 셀 인덱스를 지정 (시작 셀부터 전체 적용 셀의 범위를 지정). 혹은 명시적으로 적용되는 셀들을 리스트로 지시할 수 있음.
또한, 주변 셀 신호 측정 여부를 결정할 때 사용되는 임계값 (threshould 2)이 포함될 수 있고, 주변 inter-frequency 셀 들간의 우선순위를 두어 Rank 계산에 사용할 수 있는 파라미터(셀 식별자, 셀별 오프셋 등)을 셀 리스트 별로 포함할 수 있다.
1815 단계에서 단말은 서빙 셀에 대한 기준 SSB의 신호세기(RSRP) 측정을 수행하고, 해당 서빙 셀의 기준 SSB의 신호세기와 SIB4와 SIB5를 통해 수신한 임계값을 비교해서 주변 셀 측정 동작을 결정한다. 만약 서빙 셀의 SSB에서의 RSRP 값이 임계값 1보다 작지만 임계값 2보다는 크다면 (임계값 2 <= 서빙 셀의 RSRP < 임계값 1), 단말은 SIB4에서 지시하는 주변 셀들에 대한 기준 SSB를 측정한다(1825, intra-frequency 측정 수행). 여기서 측정해야하는 주변 셀의 SSB 중심 주파수는 현재 서빙 셀의 SSB 중심 주파수 정보와 같다. 또한, 측정해야하는 주변 셀의 SSB 부반송파 간격 정보는 현재 서빙 셀의 SSB 부반송파 간격 정보와 같다. 즉, SIB4에서는 해당 중심 주파수 정보와 부반송파 정보가 생략될 수 있다.
만약 서빙 셀의 SSB에서의 RSRP 값이 임계값 2보다는 작다면 (서빙 셀의 RSRP < 임계값 2), 단말은 SIB5에서 지시하는 주변 셀들에 대한 기준 SSB 및 다른 SIB에서 지시하는 다른 RAT에 대한 SSB를 측정한다(1830, inter-frequency 측정 수행).
측정해야하는 주변 셀의 SSB 중심 주파수는 SIB에서 ARFCN을 명시하고, 측정해야하는 주변 셀의 SSB 부반송파 간격 정보도 SIB5에서 명시된다. 상기 ARFCN 정보 혹은 부반송파 간격 정보는 SIB5에서 생략될 수도 있으며, 만약 생략되어 있다면 서빙셀의 SSB 중심주파수 정보 및 부반송파 간격 정보와 같다고 해석할 수 있다. 하지만 상기 기준 SSB의 중심 주파수 정보와 부반송파 간격 정보가 동시에 생략될 수는 없다. 이는 inter-frequency 측정의 정의가 주변셀의 SSB에서의 중심 주파수 정보와 부반송파 간격 정보가 둘 중 하나만 다를 경우를 의미하기 때문이다. 다른 RAT에 대한 측정일 경우, SCS 정보와 PCI 범위는 생략되고 ARFCN 정보만이 포함될 수 있다.
도 19는 본 개시의 실시예에 따른 단말의 전체 동작을 나타낸 도면이다.
도 19를 참조하면, 연결 모드에 있는 단말은 셀 내, 혹은 셀 밖으로 이동함에 따라 다른 셀/기지국으로부터 송수신을 하도록 이동을 명령하여야 할 필요가 있다. 이를 위해 기지국은 RRC 메시지를 통해 다른 셀에 대한 측정(L3 측정)을 지시하도록 설정한다(1905). 상기 측정 지시에는 단말이 기지국으로 측정 결과를 보고하도록 하는 대상, 조건 및 파라미터들을 포함할 수 있다. 특히 상기 측정 설정값으로는 측정할 object (RAT: radio access technology)에 따라 아래와 같은 설정값을 포함할 수 있다.
1.NR Measurement object
-ARFCN of the reference SSB: 기준 SSB의 주파수 정보
-SCS of the reference SSB: 기준 SSB의 부반송파 정보
-PCI range (start # + range): 상기의 부반송파 설정을 가지는 물리적 셀 인덱스를 지정 (시작 셀부터 전체 적용 셀의 범위를 지정). 혹은 명시적으로 적용되는 셀들을 리스트로 지시할 수 있음.
2. E-UTRA Measurement object
-ARFCN of the reference SSB: 기준 SSB의 주파수 정보
1910 단계에서 단말은 상기 1905 단계에서 설정된 서빙 셀 및 측정 대상에 대한 하향링크 셀의 신호 세기를 측정한다. 상기 단계에서 단말은 셀 레벨의 측정 결과를 측정하고 기지국으로부터 설정 받은 보고 조건을 판단한다. 상기 설정 조건은 주파수내/주파수간에 따라 다르게 설정될 수 있다. 특히, 주파수간 채널 측정 설정의 경우 해당 주파수를 지시하는 캐리어 주파수 정보 및 부반송파 간격 정보가 필요하다. 설정된 측정값 보고 조건에 맞춰서 단말은 기지국에게 측정 결과를 RRC 메시지를 통해 보고하고(1915), 기지국은 단말로부터 수신한 측정값을 기반으로 핸드오버 절차를 수행할 수 있다(1920). 상기에 설명했듯이 측정 object는 NR 뿐만 아니라 다른 RAT(E-UTRA 등)이 될 수 있다.
아래의 표 1는 상술한 명세서의 내용을 요약한 것이다.
| 1: Motivation/Problem Description/Background Current Status: ●New definition for intra-frequency/inter-frequency measurement is introduced ●SS block(SSB) based RRM measurements ―SSB based Intra-frequency Measurement: A measurement is defined as a SSB based intra-frequency measurement provided the center frequency of the SSB of the serving cell and the center frequency of the SSB of the neighbour cell are the same, and the subcarrier spacing of the two SSBs are also the same. ―SSB based Inter-frequency Measurement: A measurement is defined as a SSB based inter-frequency measurements provided the center frequency of the SSB of the serving cell and the center frequency of the SSB of the neighbour cell are different, or the subcarrier spacing of the two SSBs are also different. ―The above SSB based measurement definitions assume that the same cell transmits only one SSB ●intra-frequency/inter-frequency measurement is determined based on both the center frequency and SCS(subcarrier spacing) 2: Main points ●NR SIB 4 for the idle mode UE ―neighbor cell information whose center frequency of the reference SSB and the SCS of the reference SSB are same as those of the serving cell ●NR SIB 5 for idle mode UE ―neighbor cell information whose center frequency of the reference SSB is different from that of the serving cell ―neighbor cell information whose center frequency of the reference SSB is same as that of the serving cell but the SCS of the reference SSB is different from that of the serving cell ―Multiple set of cells can be included in the SIB5 ―Each set is associated with the following information □ARFCN of the reference SSB □SCS of the reference SSB □PCI range (start # + range) black list? or white list? ●SIB 4 and SIB 5 are transmitted as OSI ●For connected UE, the center frequency and SCS of the reference SSB is defined as Measurement object 3: Operations Idle mode UE ●UE: camping on a cell x ●UE: receiving measurement related SIBs (e.g. SIB4 and SIB5) ●UE: RSRP of the reference SSB is above threshold1, measure only the serving cell’s reference SSB ●UE: RSRP of the reference SSB is below threshold1 but about threshold 2, measure the reference SSBs of the neighbor cells indicated in SIB4 ―the center-frequency of the reference SSB to be measured = the center-frequency of the reference SSB of the serving cell ―the SCS of the reference SSB to be measured = the SCS of the reference SSB of the serving cell ●UE: RSRP of the reference SSB is below threshold2, measure the reference SSBs of the neighbor cells indicated in SIB5 and other SIB (for E-UTRA) ―For the neighbor cells indicated in SIB5, the center-frequency of the reference SSB to be measured = ARFCN indicated in SIB5 ―For the neighbor cells indicated in SIB5, SCS of the reference SSB to be measured = SCS indicated in SIB5 ―For E-UTRA neighbor cells, the center-frequency of the neighbor cell to be measured = ARFCN indicated in the relevant SIB ―For E-UTRA neighbor cells, SCS of the neighbor cell to be measured = hardcoded value in the specification Connected mode UE ●UE <-> GNB: RRC connection setup ●UE <- GNB: RRC message for measurement configuration ―NR MO(Measurement object) is associated with ARFCN, SCS and PCI range ―E-UTRA MO is associated with ARFCN ●UE measures NR SSB using indicated ARFCN, SCS and PCI range ●UE measures E-UTRA CRS using indicated ARFCN |
본 개시는 차세대 이동통신 시스템에서 NR 코어 네트워크(5G 혹은 NR NGCore)가 LTE 무선접속 기술을 사용하는 기지국과 NR 무선접속 기술을 사용하는 기지국과 연결이 가능할 경우, 단말은 5G CN(NR 코어 네트워크)와 EPC(LTE 코어 네트워크)에 동시에 연결할 수 있어야 한다. LTE 무선 접속 기술을 사용하는 기지국의 LTE 코어 네트워크에 연결 가능하며, NR 무선 접속 기술을 사용하는 기지국은 NR 코어 네트워크와 연결이 가능하다.
단말은 EPC(Evolved Packet Core)와 5G CN(Core Network) NAS(Non Access Stratum)를 사용할 수 있어야 한다. 왜냐하면 단말은 LTE 무섭 접속 기술을 사용하는 기지국에 연결이 될 수도 있으며, NR 무선 접속 기술을 사용하는 기지국에 연결이 될 수 있고, 각 기지국은 상기에서 언급한 것처럼 모두 LTE 코어 네트워크와 NR(5G) 코어 네트워크에 연결될 수 있기 때문이다. 예를 들면 5G CN에 연결 가능한 단말은 네트워크에 연결할 경우 항상 5G CN NAS를 선택할 수 있다. 하지만, 5G CN은 LTE의 EPC에서 지원하는 특정 기능(예를 들어 MBMS)을 지원하지 않을 수도 있다. 반면에 EPC에 연결 가능한 단말은 네트워크에 연결할 경우, 항상 EPC를 선택할 수 있다. 하지만 EPC는 5G CN에서 지원하는 QoS 혹은 슬라이스(slice 혹은 RAN slice 혹은 network slice) 서비스를 지원하지 않을 수 있다. 또한, 같은 단말이더라도 EPC와 5G CN에 각각 등록된 경우 서로 다른 서비스를 지원받을 수 있다. 그러므로 5G CN에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 EPC로 재설정되어야 하는 필요성이 있다. 본 개시에서는 단말이 소스 기지국에서 타겟 기지국으로 핸드오버 시에 소스 기지국이 특정 코어 네트워크(EPC 혹은 5G CN)에 연결된 타겟 기지국의 셀을 선택하여 단말을 핸드오버 시킬 수 있는 방안을 제안한다.
도 20은 본 개시의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 EPC(LTE 코어 네트워크)와 5G CN(5G 코어 네트워크 혹은 NR 코어네트워크)에 연결되는 방법을 설명하는 도면이다.
도 20에 도시되어 있듯이, 차세대 이동통신 시스템에서 5G 코어 네트워크(2035)는 LTE 무선접속 기술을 사용하는 기지국(eNB, 2005)와 NR 무선접속 기술을 사용하는 기지국(gNB, 2010)에 연결이 가능하고, 5G CN에 연결 가능한 단말(2020, 2025)은 5G CN(2035)과 EPC(2030)에 각각 연결할 수 있어야 한다. 즉, 단말은 EPC와 5G CN의 NAS(Non Access Stratum)에 모두 접속할 수 있어야 한다.
5G CN에 연결 가능한 단말은 네트워크에 연결할 경우 항상 5G CN NAS를 선택할 수 있다. 하지만, 5G CN은 LTE의 EPC에서 지원하는 특정 기능(예를 들어 MBMS)을 지원하지 않을 수도 있다(반대로 LTE의 EPC는 5G CN에서 제공하는 슬라이스(slice, network slice, RAN slice)와 같은 기능을 지원하지 않을 수 있다. 상기에서 슬라이스 기능은 어떤 서비스를 특화해서 그 서비스에 맞는 QoS 혹은 요구사항을 만족시킬 수 있도록 전용 네트워크 혹은 전용 무선 접속 전송 자원 혹은 전용 데이터 링크를 제공하는 서비스일 수 있으며, 코어 네트워크(NAS, Non-Access Stratum) 혹은 무선 접속 기술(AS, Access Stratum)에서 복수 개의 슬라이스가 설정될 수 있다). 또한, 같은 단말이더라도 EPC와 5G CN에 각각 등록된 경우 서로 다른 서비스를 지원받을 수 있다. 그러므로 5G CN에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 EPC로 재설정되어야 하는 필요성이 있고 반대로 EPC에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 5G CN으로 재설정되어야 할 필요성이 있다. 또한, EPC 연결 가능한 능력(UE capability)만 있는 LTE 단말(2015)의 경우 EPC에 연결해서만 서비스 받을 수 있다.
상기에서 기지국이 5G CN과 EPC에 모두 연결이 가능하기 위해서는 새로운 5G 기지국(gNB)이 사용되거나, 혹은 기존의 LTE 기지국인 eNB의 경우, 5G CN 접속을 위해 업그레이드 되어야 한다(예를 들면 eLTE 기지국, enhanced LTE eNB).
본 개시에서는 상기 도 20에서 고려하고 있는 상황에서 단말이 핸드오버 시 EPC와 5G CN에 모두 접속 가능한 경우, 단말 혹은 소스 기지국이 이를 선택하는 과정 혹은 5G CN에 등록된 단말이 필요에 따라서 EPC로 재설정되는 과정 혹은 EPC에 등록된 단말이 필요에 따라서 5G CN으로 재설정되는 과정, 즉, 코어 네트워크 선택/재선택 과정을 구체화한다. 자세한 동작은 이후의 실시 예에서 구체적으로 다루도록 한다.
도 21은 본 개시에서 제안하는 단말의 PLMN 선택방법의 제 1 실시 예로서, 단말이 선호하는 CN 유형 혹은 슬라이스 유형을 선택하고 결과를 지시함으로써, 코어 네트워크(5G CN 혹은 EPC)를 재설정하는 방법을 도시한 도면이다.
본 개시의 제 1 실시 예에서 PLMN을 검색하고 결정하는 방법은 AS (Access Stratum)에서 자동적으로 혹은, NAS를 통해 트리거링되어 수동적으로 수행된다. 일반적으로 단말은 HPLMN(Home PLMN)이나 EHPLMN(Equivalent Home PLMN)에서 동작하지만, VPLMN이 선택될 수도 있다. 기본적으로 AS 레이어는 연결 가능한 PLMN들에 대한 리스트를 비롯한 PLMN 관련 모든 정보를 NAS로 보고하게 되고, AS 레이어는 우선순위 정보에 기반해서 추가적인 PLMN 선택 동작을 수행하게 된다.
PLMN 선택을 위해 단말은 능력에 맞는 모든 RF 채널들을 통해 E-UTRA 밴드들을 스캔하고, 유효한 PLMN을 검색하고, 신호가 가장 강한 셀에서의 시스템 정보를 읽고 그 셀에서 제공하는 PLMN 리스트에 따라 PLMN 선택 과정을 수행한다.
수동 모드에서의 기본적인 PLMN 선택 과정을 나타내고 있다. 2105에서 단말은 전원을 키게 되면 주변에 등록된 PLMN(Registered PLMN, RPLMN)이 존재하는지 확인한다(2110). 만약 전원을 킨 단말이 SIM(Subscriber Identity Module)을 가지고 있지 않거나 유효하지 않을 경우에는 SIM이 유효할 때까지 상태를 유지하게 된다(2115). 단말이 RPLMN을 찾고 PLMN을 선택하면(2120), 해당 PLMN에 접속을 시도하고(2125), 성공적으로 등록과 연결이 완료될 경우 단말은 연결된 PLMN을 지시하고(2130), 해당 PLMN에서 서비스를 수행한다(2135). 하지만 상기의 등록과 연결 과정이 실패할 경우(2140)에는 해당 PLMN에 연결할 수 없고(2145), 단말이 우선순위 기반으로 선택(2150)한 PLMN에 접속을 시도한다(2155).
상기의 우선순위 기반의 PLMN 선택과정은 하기의 우선순위를 따른다.
1.만약 EHPLMN 리스트가 존재할 경우에는 높은 우선순위의 EHPLMN을 선택하고, EHPLMN 리스트가 존재하지 않으면 HPLMN을 선택.
2.SIM에 저장되어 있는 단말로부터 제어되는 PLMN 조합 선택.
3.SIM에 저장되어 있는 사업자로부터 제어되는 PLMN 조합 선택.
4.높은 수신 신호 성능을 가지는 PLMN 조합 (무작위 순서로 결정)
5.수신 신호의 내림차순으로 정렬된 PLMN 조합.
(1)Available HPLMN list
(2)Available PLMN/access technology list from the user controlled SIM data file
(3)Available PLMN/access technology list from the operator controlled SIM data file
(4)Available PLMN/access technology list with the highest received signal
(5)Available PLMN/access technology list in order of decreased signal quality
도 22는 본 개시에서의 제안하는 초기 접속 단말의 효율적인 코어 네트워크(EPC 혹은 5G CN) 선택/재선택하는 방법에 대한 제 1의 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 22를 참조하면, 단말(2201)은 5G CN과 EPC에 연결이 가능한 능력(UE capability)이 있는 단말로써, 초기 셀 탐색 수행하고 캠프온하여 시스템 정보(예를 들면 SIB1)를 수신(2205)하고, 해당 셀이 HPLMN인지 여부를 확인한다. 상기의 셀(2202)은 5G 기지국(gNB) 혹은 LTE 기지국일 수 있으며, 혹은 5G CN에 연결할 수 있는 기능을 가진 업그레이드된 eLTE 기지국(eLTE eNB)일 수 있다. 또한, 상기 시스템 정보(예를 들면 SIB1)에는 어떤 무선 접속 기술을 사용하고 있는 지 RAT(Radio Access Technology) 정보(예를 들면 5G 무선 접속 기술 혹은 LTE 무선 접속 기술)와 PLMN 리스트(예를 들면 상기 무선 접속 기술에 해당하는 PLMN 리스트들)와 연결 가능한 CN 유형(예를 들면 상기 각 PLMN에서 적용 가능한 CN type, 즉 5G CN 혹은 EPC)이 포함될 수 있다. 상기 시스템 정보에서는 슬라이스 유형(예를 들면 상기 CN 유형에서 제공하는 슬라이스 유형) 정보를 포함할 수 있다. 상기와 같이 시스템 정보에서 무선 접속 기술 정보, PLMN 리스트, CN 유형의 정보를 제공함으로써, 초기에 접속하는 단말이 접속 가능한 무선 접속 기술 정보, PLMN 리스트, CN 유형혹은 슬라이스 정보를 파악하고 현재 단말이 받고자 하는 서비스에 맞게 선호안을 선택할 수 있도록 할 수 있다. 차세대 이동 통신 시스템에서는 5G CN에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 EPC로 재설정되어야 하는 필요성(혹은 반대로 EPC에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 5G CN으로 재설정되어야 하는 필요성)이 있을 수 있기 때문에 코어 네트워크(CN) 재설정 기능을 위해 각 무선 접속 별각 PLMN 별 CN 유형(type) 혹은 슬라이스 유형(slice type)을 제공할 수 있다. 상기 시스템 정보를 수신하면 단말은 PLMN을 선택하게 되고 선택된 PLMN에 캠프온 하고, 나머지 시스템 정보를 수신한다. 상기의 PLMN을 결정하는 방법은 도 22에서 제안한 단말의 PLMN 선택방법의 제 1실시 예를 기반으로 결정될 수 있다.
상기 본 개시의 단말 PLMN 선택 방법의 제 1 실시 예가 아닌 다음에서 제안하는 본 개시의 단말 PLMN 선택 방법의 제 2 실시 예를 기반으로 결정될 수도 있다.
본 개시의 단말 PLMN 선택 방법의 제 2 실시 예에서 PLMN을 검색하고 결정하는 방법은 AS (Access Stratum)에서 자동적으로 혹은, NAS를 통해 트리거링되어 수동적으로 수행될 수 있다. 일반적으로 단말은 HPLMN(Home PLMN)이나 EHPLMN(Equivalent Home PLMN)에서 동작하지만, VPLMN이 선택될 수도 있다. 기본적으로 AS 레이어는 어떤 무선 접속 기술을 사용하고 있는 지 RAT 정보(예를 들면 5G 무선 접속 기술 혹은 LTE 무선 접속 기술)와 연결 가능한 PLMN 리스트(예를 들면 상기 무선 접속 기술에 해당하는 PLMN 리스트들)와 연결 가능한 CN 유형(예를 들면 상기 각 PLMN에서 적용 가능한 CN type, 즉 5G CN 혹은 EPC) 혹은 슬라이스 유형(예를 들면 상기 CN 유형에서 제공하는 슬라이스 유형) 정보를 비롯한 PLMN 관련 모든 정보를 NAS로 보고하게 되고, AS 레이어는 우선순위 정보에 기반해서 추가적인 PLMN 선택 동작을 수행하게 된다. 즉, PLMN 선택을 위해 단말은 능력에 맞는 모든 RF 채널들을 통해 E-UTRA 밴드들을 스캔하고, 유효한 PLMN을 검색하고, 신호가 가장 강한 셀에서의 시스템 정보를 읽고 그 셀에서 제공하는 PLMN 리스트에 따라 PLMN 선택 과정을 수행한다.
단말은 단말 PLMN 선택 방법의 제 1실시 예와 유사한 절차를 수행할 수 있다. 하지만 단말은 다음과 같은 우선순위 기반으로 PLMN을 선택하여 접속을 시도할 수 있다.
본 개시에서 단말 PLMN 선택 방법의 제 2 실시 예의 우선순위 기반의 PLMN 선택과정은 하기의 우선순위를 따른다.
1.만약 EHPLMN 리스트가 존재할 경우에는 높은 우선순위의 EHPLMN을 선택하고, EHPLMN 리스트가 존재하지 않으면 HPLMN을 선택.
2.SIM에 저장되어 있는 단말로부터 제어되는 PLMN/무선접속기술/CN 유형 조합 선택.
3.SIM에 저장되어 있는 사업자로부터 제어되는 PLMN/무선접속기술/CN 유형 조합 선택
4.SIM에 저장되어 있는 단말로부터 제어되는 PLMN 조합 선택.
5.SIM에 저장되어 있는 사업자로부터 제어되는 PLMN 조합 선택.
6.높은 수신 신호 성능을 가지는 PLMN 조합 (무작위 순서로 결정)
7.수신 신호의 내림차순으로 정렬된 PLMN 조합.
(1)Available HPLMN list
(2)Available PLMN/access technology/CN type list from the user controlled SIM data file
(3)Available PLMN/access technology/CN type list from the operator controlled SIM data file
(4)Available PLMN/access technology list from the user controlled SIM data file
(5)Available PLMN/access technology list from the operator controlled SIM data file
(6)Available PLMN/access technology list with the highest received signal
(7)Available PLMN/access technology list in order of decreased signal quality
본 개시에서 단말 PLMN 선택 방법의 제 3 실시 예의 우선순위 기반의 PLMN 선택과정은 하기의 우선순위를 따른다.
1.만약 EHPLMN 리스트가 존재할 경우에는 높은 우선순위의 EHPLMN을 선택하고, EHPLMN 리스트가 존재하지 않으면 HPLMN을 선택.
2.SIM에 저장되어 있는 단말로부터 제어되는 PLMN/무선접속기술/CN 유형/슬라이스 유형 조합 선택.
3.SIM에 저장되어 있는 사업자로부터 제어되는 PLMN/무선접속기술/CN 유형/슬라이스 유형 조합 선택
4.SIM에 저장되어 있는 단말로부터 제어되는 PLMN/무선접속기술/CN 유형 조합 선택.
5.SIM에 저장되어 있는 사업자로부터 제어되는 PLMN/무선접속기술/CN 유형 조합 선택
6.SIM에 저장되어 있는 단말로부터 제어되는 PLMN 조합 선택.
7.SIM에 저장되어 있는 사업자로부터 제어되는 PLMN 조합 선택.
8.높은 수신 신호 성능을 가지는 PLMN 조합 (무작위 순서로 결정)
9.수신 신호의 내림차순으로 정렬된 PLMN 조합.
(1)Available HPLMN list
(2)Available PLMN/access technology/CN type list/slice type from the user controlled SIM data file
(3)Available PLMN/access technology/CN type list/slice type from the operator controlled SIM data file
(4)Available PLMN/access technology/CN type list from the user controlled SIM data file
(5)Available PLMN/access technology/CN type list from the operator controlled SIM data file
(6)Available PLMN/access technology list from the user controlled SIM data file
(7)Available PLMN/access technology list from the operator controlled SIM data file
(8)Available PLMN/access technology list with the highest received signal
(9)Available PLMN/access technology list in order of decreased signal quality
상기 단말 PLMN 선택 방법의 제 2 실시 예와 제 3 실시 예는 단말이 무선 접속 기술, PLMN 리스트, CN 유형, 슬라이스 유형 등의 정보를 고려하여 단말이 제공받고자 하는 서비스에 맞게 무선 접속 기술, PLMN 리스트, CN 유형, 슬라이스 유형 등의 선호안을 선택할 수 있다. 예를 들면 선호하는 CN 유형이 있다면 선호하는 CN 유형을 지원하는 PLMN과 무선 접속 기술을 선택할 수 있으며, 선호하는 슬라이스 유형이 있다면 선호하는 슬라이스 유형을 지원하는 CN 유형과 PLMN과 무선 접속 기술을 선택할 수 있다.
현재 연결이 설정되어 있지 않은 단말 (이하 idle mode UE)은 전송할 데이터가 발생하면 기지국과 RRC connection establishment과정을 수행한다. 단말은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국과 역방향 전송 동기를 수립하고 RRCConnectionRequest 메시지를 기지국으로 전송한다(2210). 상기 메시지에는 단말의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유(establishmentCause) 등이 수납된다.
기지국은 단말이 RRC 연결을 설정하도록 RRCConnectionSetup 메시지를 전송한다(2215). 상기 메시지에는 RRC 연결 구성 정보 등이 수납된다. RRC 연결은 SRB(Signaling Radio Bearer)라고도 하며, 단말과 기지국 사이의 제어 메시지인 RRC 메시지 송수신에 사용된다.
RRC 연결을 설정한 단말은 RRCConnetionSetupComplete 메시지를 기지국으로 전송한다(2220). 상기 메시지에는 단말이 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 SERVICE REQUEST라는 제어 메시지가 포함되어 있다. 상기 메시지에서 단말은 선호하는 PLMN, CN 유형 정보, 슬라이스 정보를 포함시킬 수 있다.
또한, 본 개시에서는 SERVICE REQUEST 제어 메시지에 선택된 PLMN을 지시하는 지시자와 해당 PLMN에서의 CN 유형(type) 정보 혹은 슬라이스 유형 정보가 같이 수납될 수 있다. 기지국은 RRCConnetionSetupComplete 메시지에 수납된 SERVICE REQUEST 메시지(2240) 혹은 PLMN 지시자와 CN type 정보를 포함하는 CN RE-DIRECTION REQUEST 제어 메시지(2225)를 현재 연결된 MME(본 예제에서는 5G CN로 연결되었다고 가정하였다. 만약 EPC에 연결되었다고 한다면 이후의 모든 과정이 5G CN과 EPC를 바꾸어 수행될 수 있다.)로 전송한다.
상기 CN RE-DIRECTION REQUEST 제어 메시지(2225)는 SERVICE REQUEST 메시지(2240)와 동일한 내용을 수납하고 전달될 수 있으며, 상기 제어 메시지를 수신한 CN은 미리 정해진 방법에 따라 적절한 CN을 선택한다(2230). 상기 선택은 미리 정해진 우선 순위에 따라 결정될 수 있으며, 단말의 종류 및 establishmentCause에 따라, 즉 서비스 종류에 따라 결정될 수도 있다.
초기 설정된 CN은 결정된 방법에 따라 현재 CN 연결을 유지할 지 다른 CN으로의 변경을 수신할지 결정하고 그 결과를 CN RE-DIRECTION 제어 메시지에 수납해서 기지국에게 전달한다(2235). 이 과정에서 기지국은 단말의 선호안을 확인하고 5G CN 혹은 EPC로 설정/연결 혹은 재설정/재연결할지 결정할 수 있다 혹은 이 과정에서 MME는 단말의 선호안을 확인하고 5G CN 혹은 EPC로 설정/연결 혹은 재설정/재연결할지 결정할 수 있다. 혹은 이 과정에서 코어 네트워크는 단말의 선호안을 확인하고 5G CN 혹은 EPC로 설정/연결 혹은 재설정/재연결할지 결정할 수 있다.
상기의 CN RE-DIRECTION 제어 메시지(2235)는 결정된 CN에 대한 정보만을 포함하거나 INITIAL CONTEXT SETUP 메시지(2245)에 포함되어 전달될 수도 있으며, 혹은 INITIAL CONTEXT SETUP 메시지(2245)에 포함되어야 하는 정보를 포함해서 전달될 수도 있다. 만약 CN이 변경되어야 한다면, 기지국은 변경되어야 하는 CN(본 예제에서는 EPC)에게 단말의 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 SERVICE REQUEST라는 제어 메시지(2250)를 전달하고, MME는 단말이 요청한 서비스를 제공할지 여부를 판단한다. 판단 결과 단말이 요청한 서비스를 제공하기로 결정하였다면 변경된 MME는 기지국에게 INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST라는 메시지(2255)를 전송한다. 상기 메시지에는 DRB (Data Radio Bearer) 설정 시 적용할 QoS (Quality of Service) 정보, 그리고 DRB에 적용할 보안 관련 정보 (예를 들어 Security Key, Security Algorithm) 등의 정보가 포함된다.
기지국은 단말과 보안을 설정하기 위해서 SecurityModeCommand 메시지 (2260) 와 SecurityModeComplete 메시지 (2265)를 교환한다. 보안 설정이 완료되면 기지국은 단말에게 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송한다(2270). 상기 메시지에는 사용자 데이터가 처리될 DRB의 설정 정보가 포함되며, 단말은 상기 정보를 적용해서 DRB를 설정하고 기지국에게 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송한다(2275).
단말과 DRB 설정을 완료한 기지국은 MME에게 INITIAL CONTEXT SETUP COMPLETE 메시지를 전송하고(2280), 이를 수신한 MME는 S-GW와 S1 베어러를 설정하기 위해서 S1 BEARER SETUP 메시지와 S1 BEARER SETUP RESPONSE 메시지를 교환한다. S1 베어러는 S-GW와 기지국 사이에 설정되는 데이터 전송용 연결이며 DRB와 1대 1로 대응된다(2285 혹은 2290). 상기 과정이 모두 완료되면 단말은 기지국과 S-GW를 통해 데이터를 송수신한다(2295). 이처럼 일반적인 데이터 전송 과정은 크게 RRC 연결 설정, 보안 설정, DRB설정의 3단계로 구성된다. 또한 기지국은 소정의 이유로 단말에게 설정을 새로 해주거나 추가하거나 변경하기 위해서 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송할 수 있다(22100).
도 23a 및 23b은 본 개시에서 제안하는 단말의 PLMN 선택방법의 제 2 실시 예를 도시한 도면이다. 도 23a의 하단은 도 23b의 상단에 이어지는 도면이다. 이하에서는 도 23a 및 도 23b를 함께 도 23으로 칭한다.
도 23은 본 개시에서 제안하는 제 2의 실시 예로써 단말이 선호하는 CN 유형 혹은 슬라이스 유형을 선택하고 결과를 지시함으로써, 코어 네트워크(5G CN 혹은 EPC)를 재설정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 23에서 단말(2301)은 NR로의 연결 능력이 있는 단말로써, 초기 셀 탐색을 SIB1을 수신(2305)하고, 해당 셀이 HPLMN인지 여부를 확인한다. 상기의 셀(2302)은 NR 기지국(gNB) 혹은 LTE 기지국일 수 있으며, 혹은 5G CN에 연결할 수 있는 기능을 가진 업그레이드된 eLTE 기지국(eLTE eNB)일 수 있다.
또한, 상기 시스템 정보(예를 들면SIB1)에는 PLMN List와 각 PLMN에서 적용 가능한 CN 유형 혹은 슬라이스 유형이 포함될 수 있다. 즉, 어떤 무선 접속 기술을 사용하고 있는지 RAT(Radio Access Technology) 정보(예를 들면 5G 무선 접속 기술 혹은 LTE 무선 접속 기술)와 PLMN 리스트(예를 들면 상기 무선 접속 기술에 해당하는 PLMN 리스트들)와 연결 가능한 CN 유형(예를 들면 상기 각 PLMN에서 적용 가능한 CN 유형, 즉 5G CN 혹은 EPC)가 포함될 수 있다. 또한 상기 시스템 정보에서는 슬라이스 유형(예를 들면 상기 CN 유형에서 제공하는 슬라이스 유형) 정보를 포함할 수 있다.
상기와 같이 시스템 정보에서 무선 접속 기술 정보, PLMN 리스트, CN 유형의 정보를 제공함으로써, 초기에 접속하는 단말이 접속 가능한 무선 접속 기술 정보, PLMN 리스트, CN 유형혹은 슬라이스 정보를 파악하고 현재 단말이 받고자 하는 서비스에 맞게 선호안을 선택할 수 있도록 할 수 있다.
차세대 이동 통신 시스템에서는 5G CN에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 EPC로 재설정되어야 하는 필요성(혹은 반대로 EPC에 등록된 단말이더라도 필요에 따라서 5G CN으로 재설정되어야 할 필요성)이 있을 수 있기 때문에 CN 재설정 기능을 위해 각 무선 접속 기술 별 각 PLMN 별 CN 유형 혹은 슬라이스 유형을 제공할 수 있다.
2320 단계에서 단말은 상기 시스템 정보를 수신하면 PLMN을 선택하게 되고 선택된 PLMN에 캠프온 하고, 나머지 시스템 정보를 수신한다. 상기의 PLMN을 결정하는 방법은 상기에서 제안한 단말 PLMN 선택 방법의 제 1 실시 예 혹은 제 2 실시 예 혹은 제 3 실시 예에 따라서 우선순위 기반으로 결정될 수 있다. 이후, 단말은 SIM에 기록된 CN 우선순위 혹은 PLMN 별 CN 우선순위 정보 등에 따라 해당 PLMN에서의 CN 값을 결정할 수 있다. 혹은 상기의 우선순위 정보는 NAS 메시지로 수신할 수도 있고 그 값을 단말이 black list로 관리할 수 있다. 즉, 단말은 이전 접속 및 NAS 메시지 수신으로 PLMN과 CN의 우선순위를 결정하고 보관하고 있을 수 있다. 또한, 상기 단계에서 단말은 PLMN과 CN에 대한 선택을 동시에 수행할 수도 있다. 상기의 선택 조건은 다양하게 구현될 수 있다.
현재 연결이 설정되어 있지 않은 단말 (이하 idle mode UE)은 전송할 데이터가 발생하면 기지국과 RRC connection establishment과정을 수행한다. 단말은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국과 역방향 전송 동기를 수립하고 RRCConnectionRequest 메시지를 기지국으로 전송한다(2315). 상기 메시지에는 단말의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유(establishmentCause) 등이 수납된다. 기지국은 단말이 RRC 연결을 설정하도록 RRCConnectionSetup 메시지를 전송한다(2320). 상기 메시지에는 RRC 연결 구성 정보 등이 수납된다. RRC 연결은 SRB(Signaling Radio Bearer)라고도 하며, 단말과 기지국 사이의 제어 메시지인 RRC 메시지 송수신에 사용된다.
RRC 연결을 설정한 단말은 RRCConnetionSetupComplete 메시지를 기지국으로 전송한다(2320). 상기 메시지에는 단말이 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 SERVICE REQUEST라는 제어 메시지가 포함되어 있다. 또한, 본 개시에서는 SERVICE REQUEST 제어 메시지에 선택된 무선 접속 혹은 PLMN 및 CN 유형 혹은 슬라이스 유형을 지시하는 지시자가 수납된다.
기지국은 RRCConnetionSetupComplete 메시지에 수납된 SERVICE REQUEST 메시지(2330 혹은 2340)를 현재 연결된 MME(본 예제에서는 5G CN로 연결되었다고 가정하였다. 만약 EPC에 연결되었다고 한다면 이후의 모든 과정이 5G CN과 EPC를 바꾸어 수행될 수 있다.)로 전송한다. 상기 SERVICE REQUEST 제어 메시지(2330 혹은 2340)는 단말로부터 결정된 선호 CN 유형 혹은 선호 슬라이스 유형에 따라 선택되고, 해당하는 CN(5G CN 혹은 EPC)에게 전달될 수 있다. 상기의 SERVICE REQUEST 제어 메시지(2330, 2340)에는 단말의 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 내용이 포함되고, MME는 단말이 요청한 서비스를 제공할지 여부를 판단한다.
판단 결과 단말이 요청한 서비스를 제공하기로 결정하였다면 MME는 기지국에게 INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST라는 메시지(2335 혹은 2345)를 전송한다. 상기 메시지에는 DRB (Data Radio Bearer) 설정 시 적용할 QoS (Quality of Service) 정보, 그리고 DRB에 적용할 보안 관련 정보 (예를 들어 Security Key, Security Algorithm) 등의 정보가 포함된다.
기지국은 단말과 보안을 설정하기 위해서 SecurityModeCommand 메시지(2350)와 SecurityModeComplete 메시지(2355)를 교환한다. 보안 설정이 완료되면 기지국은 단말에게 RRC Connection Reconfiguration 메시지를 전송한다(2360). 상기 메시지에는 사용자 데이터가 처리될 DRB의 설정 정보가 포함되며, 단말은 상기 정보를 적용해서 DRB를 설정하고 기지국에게 RRC Connection Reconfiguration Complete 메시지를 전송한다(2365).
단말과 DRB 설정을 완료한 기지국은 MME에게 INITIAL CONTEXT SETUP COMPLETE 메시지를 전송하고(2370), 이를 수신한 MME는 S-GW와 S1 베어러를 설정하기 위해서 S1 BEARER SETUP 메시지와 S1 BEARER SETUP RESPONSE 메시지를 교환한다. S1 베어러는 S-GW와 기지국 사이에 설정되는 데이터 전송용 연결이며 DRB와 1대 1로 대응된다(2375 혹은 2380).
상기 과정이 모두 완료되면 단말은 기지국과 S-GW를 통해 데이터를 송수신한다(2385). 이처럼 일반적인 데이터 전송 과정은 크게 RRC 연결 설정, 보안 설정, DRB설정의 3단계로 구성된다. 또한 특정 이유를 통해 현재의 CN에서 단말에게 CN 변경을 요청할 수 있다. 여기에는 현재 연결된 CN에서 단말이 요청하는 특정 서비스를 지원할 수 없다던지, 더 나은 서비스를 지원할 수 있도록 CN을 변경해야 함이 필요한 조건일 수 있다. 상기의 이유로 MME는 단말에게 UE CN RE-SELECTION 제어 메시지(2390)를 전달할 수 있고, 혹은 기지국에게 전달(2395)한 뒤 기지국이 RRC Connection Reconfiguration 메시지로 CN re-selection 우선순위를 전달할 수 있다(23100).
상기의 NAS 제어메시지 혹은 RRC 제어 메시지를 수신한 단말은 CN re-selection 우선순위를 기반으로 다시 CN을 재선택하는 절차를 수행한다(23105). 즉, 2315~2325의 RRC 메시지를 대신해 새로운 RRC 메시지 혹은 앞서 수신한 RRC Connection Reconfiguration 메시지에 대한 응답 메시지인 RRC Connection Reconfiguration Complete 메시지가 CN re-selection 정보를 포함해서 기지국에 전달될 수 있다(23110). 이후에는 CN 재선택을 위한 절차가 수행될 수 있으며, 이는 변경될 CN에 대한 연결 설정과 데이터 송수신을 위한 전체 절차를 포함하며 2330~2385와 매핑될 수 있다(23115).
상기 본 개시에서는 초기 접속 단말(RRC IDLE 모드 단말)이 네트워크에 접속할 때 단말이 선호하는 혹은 지원하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)과 연결된 기지국 혹은 셀에 연결을 수행할 수 있도록 하는 절차를 제안하였다.
본 개시의 다음에서는 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 절차를 제안한다.
도 24는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말이 소스 기지국에서 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행하는 제 1 실시 예를 나타낸다.
도 24를 참조하면, 연결 모드 상태인 단말 (2401)은 현재 소스 기지국(Source eNB, 2402)에게 주기적 혹은 특정 이벤트가 만족할 때, 다른 셀들 혹은 기존 접속해 있는 셀에 대한 셀 측정을 수행하고, 측정한 셀에 대한 식별자와 측정 결과(예를 들면 절대적 혹은 상대적 신호 세기)를 포함하여 셀 측정 정보 (Measurement Report)를 소스 기지국에게 보고한다(2405).
상기 소스 기지국은 상기 측정 정보를 토대로, 상기 단말을 인접 셀로 핸드오버(Handover)를 진행할지 여부를 결정한다. 핸드오버는 연결 모드 상태인 단말에게 서비스를 제공하는 소스 기지국을 다른 기지국으로 변경하는 기술이다.
소스 기지국이 핸드오버를 결정하였다면 상기 소스 기지국은 상기 단말에게 서비스를 제공할 새로운 기지국, 즉 타겟 기지국(Traget eNB, 2403)에게 핸드오버 요청 메시지(HO(Handover) request) 메시지를 보내어 핸드오버를 요청한다(2410).
상기 핸드오버 요청 메시지에는 타겟 기지국의 어떤 셀로 핸드오버를 할 것인지를 지시하는 타겟 셀 식별자를 포함할 수 있으며, 타겟 기지국에게 타겟 셀에 대한 핸드오버 준비를 요청하면서 핸드오버 가능 여부를 묻는다.
상기 타겟 기지국이 상기 핸드오버 요청을 수락한다면 소스 기지국에게 핸드오버 요청 승인 메시지(HO request Ack 메시지)를 전송한다(2415). 만약 상기 타겟 기지국이 상기 핸드오버 요청 메시지에서 요청된 타겟 셀에 대해서 소정의 이유로(예를 들면 전송 자원 부족) 핸드오버 준비를 수행할 수 없다면 핸드오버 준비 실패(Handover preparation failure) 메시지를 소스 기지국에게 보내어 핸드오버 요청을 거절할 수 있다. 상기 핸드오버 승인(Handover Request ACK) 메시지를 수신한 상기 소스 기지국은 단말에게 HO command 메시지를 전송한다(2420).
상기 HO command 메시지는 소스 기지국이 상기 단말에게 RRC Connection Reconfiguration 메시지를 이용하여 전달하며, 어떤 타겟 셀로 핸드오버를 수행해야 할 지를 타겟 셀 식별자로 지시해줄 수 있다(2420). 단말은 상기 메시지를 수신하면 소스 기지국과의 데이터 송수신을 중지하고 T304 타이머를 시작한다. T304는 소정의 시간동안 단말이 타겟 기지국에게 핸드오버를 성공하지 못할 경우, 단말을 원래 설정으로 되돌리고 RRC Idle 상태로 전환하도록 한다.
소스 기지국은 상향/하향 링크 데이터에 대한 PDCP 일련 번호(PDCP Sequence number 혹은 COUNT 값) 상태(Sequence number(SN) status)를 전달하고 하향 링크 데이터가 있다면 타겟 기지국으로 전달해준다(2430, 2435). 상기 단말은 소스 기지국으로부터 지시받은 타겟 셀로 랜덤 엑세스(Random Access)를 시도한다(2440).
랜덤 엑세스는 타겟 셀에게 상기 단말이 핸드오버를 통해, 이동한다는 것을 알림과 동시에, 상향링크 동기를 맞추기 위함이다. 상기 랜덤 엑세스를 위해, 상기 단말은 상기 소스 기지국으로부터 제공받은 프리엠블 ID 혹은 랜덤하게 선택된 프리엠블 ID에 대응되는 프리엠블을 상기 타겟 셀에게 전송한다.
프리엠블 전송 후, 특정 수의 서브프레임이 지난 후, 상기 단말은 상기 타겟 셀로부터 랜덤 엑세스 응답 메시지 (Random Access Response, RAR)가 전송되는지 여부를 모니터링한다. 상기 모니터링하는 시간 구간을 랜덤 엑세스 응답 윈도우 (Random Access Response Window, RAR window)라고 칭한다. 상기 특정 시간 동안, RAR이 수신되면 (2445). 상기 단말은 핸드오버 완료(HO complete) 메시지를 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지로 상기 타겟 기지국에게 전송한다(2455).
상기와 같이 타겟 기지국으로부터 랜덤 액세스 응답을 성공적으로 수신하면 단말은 T304 타이머를 종료한다(2450). 상기에서 타이머가 만료하기 전에 랜덤 액세스 응답을 성공적으로 수신하면 폴백하고 RRC 유휴모드에서 소정의 시간 후에 다시 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있다.
타겟 기지국은 소스 기지국으로 설정되어 있던 베어러들의 경로를 수정하기 위해 경로 수정을 요청하고(2460, 2465) 소스 기지국으로 상기 단말의 UE 컨텍스트를 삭제할 것을 통보한다(2470). 따라서 상기 단말은 타겟 기지국에 대해, RAR window 시작 시점부터 데이터 수신을 시도하며, RAR 수신 이후, RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송하면서 상기 타겟 기지국으로 데이터 전송을 시작한다.
도 25는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 2의 실시 예를 나타낸다.
도 24를 참조하면, 연결 모드 상태인 단말 (2501)은 현재 소스 기지국(Source eNB, 2502)에게 주기적 혹은 특정 이벤트가 만족할 때, 다른 셀들 혹은 기존 접속해 있는 셀에 대한 셀 측정을 수행할 수 있으며, 해당 셀의 시스템 정보를 읽어 들여서 해당 셀이 연결되어 있는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)을 확인할 수 있다(2505).
각 셀의 시스템 정보에서는 현재 셀이 연결되어 있는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)을 지시할 수 있다. 단말은 상기 시스템 정보에서 확인한 측정 셀의 CN 타입을 측정한 셀에 대한 식별자와 측정 결과(예를 들면 절대적 혹은 상대적 신호 세기)와 함께 포함하여 셀 측정 정보 (Measurement Report)를 소스 기지국에게 보고한다(2507).
상기 셀 측정 보고에서 단말은 단말이 선호하는 CN 타입에 연결된(해당하는) 셀들에 대해서만 셀 측정 보고를 수행할 수도 있다. 상기 소스 기지국은 상기 측정 정보를 토대로, 상기 단말을 인접 셀로 핸드오버(Handover)를 진행할지 여부를 결정한다. 핸드오버는 연결 모드 상태인 단말에게 서비스를 제공하는 소스 기지국을 다른 기지국으로 변경하는 기술이다. 소스 기지국이 핸드오버를 결정하였다면 상기 소스 기지국은 상기 단말에게 서비스를 제공할 새로운 기지국, 즉 타겟 기지국(Traget eNB, 2503)에게 핸드오버 요청 메시지(HO(Handover) request) 메시지를 보내어 핸드오버를 요청한다(2510).
상기 핸드오버 요청 메시지에는 타겟 기지국의 어떤 셀로 핸드오버를 할 것인지를 지시하는 타겟 셀 식별자를 포함할 수 있으며, 타겟 기지국에게 타겟 셀에 대한 핸드오버 준비를 요청하면서 핸드오버 가능 여부를 묻는다.
상기 메시지에서 타겟 셀을 지시할 때 소스 기지국은 본 개시의 도 22와 도 23에서처럼 단말의 초기 접속 때 단말이 선호하였던 CN 타입을 반영하여 상기 2505 단계에서 단말이 보고한 셀들과 CN 타입들을 확인하여 상기 선호하는 CN 타입에 맞게 타겟 셀을 선택하여 지시할 수 있다.
상기 타겟 기지국이 상기 핸드오버 요청을 수락한다면 소스 기지국에게 핸드오버 요청 승인 메시지(HO request Ack 메시지)를 전송한다(2515). 만약 상기 타겟 기지국이 상기 핸드오버 요청 메시지에서 요청된 타겟 셀에 대해서 소정의 이유로(예를 들면 전송 자원 부족) 핸드오버 준비를 수행할 수 없다면 핸드오버 준비 실패(Handover preparation failure) 메시지를 소스 기지국에게 보내어 핸드오버 요청을 거절할 수 있다.
상기 핸드오버 승인(Handover Request ACK) 메시지를 수신한 상기 소스 기지국은 단말에게 HO command 메시지를 전송한다(2520). 상기 HO command 메시지는 소스 기지국이 상기 단말에게 RRC Connection Reconfiguration 메시지를 이용하여 전달하며, 어떤 타겟 셀로 핸드오버를 수행해야 할 지를 타겟 셀 식별자로 지시해줄 수 있다(2520).
단말은 상기 메시지를 수신하면 소스 기지국과의 데이터 송수신을 중지하고 T304 타이머를 시작한다. T304는 소정의 시간동안 단말이 타겟 기지국에게 핸드오버를 성공하지 못할 경우, 단말을 원래 설정으로 되돌리고 RRC Idle 상태로 전환하도록 한다. 소스 기지국은 상향/하향 링크 데이터에 대한 PDCP 일련 번호(PDCP Sequence number 혹은 COUNT 값) 상태(Sequence number(SN) status)를 전달하고 하향 링크 데이터가 있다면 타겟 기지국으로 전달해준다(2530, 2535).
상기 단말은 소스 기지국으로부터 지시받은 타겟 셀로 랜덤 엑세스(Random Access)를 시도한다(2540). 랜덤 엑세스는 타겟 셀에게 상기 단말이 핸드오버를 통해, 이동한다는 것을 알림과 동시에, 상향링크 동기를 맞추기 위함이다. 상기 랜덤 엑세스를 위해, 상기 단말은 상기 소스 기지국으로부터 제공받은 프리엠블 ID 혹은 랜덤하게 선택된 프리엠블 ID에 대응되는 프리엠블을 상기 타겟 셀에게 전송한다.
프리엠블 전송 후, 특정 수의 서브프레임이 지난 후, 상기 단말은 상기 타겟 셀로부터 랜덤 엑세스 응답 메시지 (Random Access Response, RAR)가 전송되는지 여부를 모니터링한다. 상기 모니터링하는 시간 구간을 랜덤 엑세스 응답 윈도우 (Random Access Response Window, RAR window)라고 칭한다. 상기 특정 시간 동안, RAR이 수신되면 (2545).
상기 단말은 핸드오버 완료(HO complete) 메시지를 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지로 상기 타겟 기지국에게 전송한다(2555). 상기와 같이 타겟 기지국으로부터 랜덤 액세스 응답을 성공적으로 수신하면 단말은 T304 타이머를 종료한다(2550).
상기에서 타이머가 만료하기 전에 랜덤 액세스 응답을 성공적으로 수신하면 폴백하고 RRC 유휴모드에서 소정의 시간 후에 다시 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있다. 타겟 기지국은 소스 기지국으로 설정되어 있던 베어러들의 경로를 수정하기 위해 경로 수정을 요청하고(2560, 2565) 소스 기지국으로 상기 단말의 UE 컨텍스트를 삭제할 것을 통보한다(2570). 따라서 상기 단말은 타겟 기지국에 대해, RAR window 시작 시점부터 데이터 수신을 시도하며, RAR 수신 이후, RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송하면서 상기 타겟 기지국으로 데이터 전송을 시작한다.
도 26은 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 3의 실시 예를 나타낸다.
도 26을 참조하면, 소스 기지국(2602)과 타겟 기지국(2603)은 상호 간의 연결 인터페이스인 X2 혹은 Xn 인터페이스를 설정하고 수립할 때 각 기지국이 지원하는 셀들의 정보(셀 식별자, 연결된 CN 타입, 셀에 대한 시간/주파수 정보 등)을 공유할 수 있다(2605).
연결 모드 상태인 단말 (2601)은 현재 소스 기지국(Source eNB, 2602)에게 주기적 혹은 특정 이벤트가 만족할 때, 다른 셀들 혹은 기존 접속해 있는 셀에 대한 셀 측정을 수행하고, 측정한 셀에 대한 식별자와 측정 결과(예를 들면 절대적 혹은 상대적 신호 세기)를 포함하여 셀 측정 정보 (Measurement Report)를 소스 기지국에게 보고한다(2607).
상기 소스 기지국은 상기 측정 정보를 토대로, 상기 단말을 인접 셀로 핸드오버(Handover)를 진행할지 여부를 결정한다. 핸드오버는 연결 모드 상태인 단말에게 서비스를 제공하는 소스 기지국을 다른 기지국으로 변경하는 기술이다. 소스 기지국이 핸드오버를 결정하였다면 상기 소스 기지국은 상기 단말에게 서비스를 제공할 새로운 기지국, 즉 타겟 기지국(Traget eNB, 2603)에게 핸드오버 요청 메시지(HO(Handover) request) 메시지를 보내어 핸드오버를 요청한다(2610).
상기 핸드오버 요청 메시지에는 타겟 기지국의 어떤 셀로 핸드오버를 할 것인지를 지시하는 타겟 셀 식별자를 포함할 수 있으며, 타겟 기지국에게 타겟 셀에 대한 핸드오버 준비를 요청하면서 핸드오버 가능 여부를 묻는다. 소스 기지국은 2605단계에서 타겟 기지국이 지원하는 셀들에 대한 정보(셀 식별자, 연결된 CN 타입, 셀에 대한 시간/주파수 정보 등)를 이미 공유하여 알고 있다.
또한 본 개시의 4g 혹은 4h처럼 소스 기지국은 단말이 선호하는 CN 타입을 알 수 있기 때문에 이를 반영하여 상기 핸드오버 요청 메시지에서 (단말이 선호하는 혹은 서비스에 맞는) 선호하는 CN 타입에 연결된(해당하는) 타겟 셀을 선택하고 지시하여 타겟 기지국에게 핸드오버 가능 여부를 물어볼 수 있다.
상기 타겟 기지국이 상기 핸드오버 요청을 수락한다면 소스 기지국에게 핸드오버 요청 승인 메시지(HO request Ack 메시지)를 전송한다(2615). 만약 상기 타겟 기지국이 상기 핸드오버 요청 메시지에서 요청된 타겟 셀에 대해서 소정의 이유로(예를 들면 전송 자원 부족) 핸드오버 준비를 수행할 수 없다면 핸드오버 준비 실패(Handover preparation failure) 메시지를 소스 기지국에게 보내어 핸드오버 요청을 거절할 수 있다. 상기 핸드오버 승인(Handover Request ACK) 메시지를 수신한 상기 소스 기지국은 단말에게 HO command 메시지를 전송한다(2620).
상기 HO command 메시지는 소스 기지국이 상기 단말에게 RRC Connection Reconfiguration 메시지를 이용하여 전달하며, 어떤 타겟 셀로 핸드오버를 수행해야 할 지를 타겟 셀 식별자로 지시해줄 수 있다(2620). 단말은 상기 메시지를 수신하면 소스 기지국과의 데이터 송수신을 중지하고 T304 타이머를 시작한다. T304는 소정의 시간동안 단말이 타겟 기지국에게 핸드오버를 성공하지 못할 경우, 단말을 원래 설정으로 되돌리고 RRC Idle 상태로 전환하도록 한다.
소스 기지국은 상향/하향 링크 데이터에 대한 PDCP 일련 번호(PDCP Sequence number 혹은 COUNT 값) 상태(Sequence number(SN) status)를 전달하고 하향 링크 데이터가 있다면 타겟 기지국으로 전달해준다(2630, 2635). 상기 단말은 소스 기지국으로부터 지시받은 타겟 셀로 랜덤 엑세스(Random Access)를 시도한다(2640). 랜덤 엑세스는 타겟 셀에게 상기 단말이 핸드오버를 통해, 이동한다는 것을 알림과 동시에, 상향링크 동기를 맞추기 위함이다. 상기 랜덤 엑세스를 위해, 상기 단말은 상기 소스 기지국으로부터 제공받은 프리엠블 ID 혹은 랜덤하게 선택된 프리엠블 ID에 대응되는 프리엠블을 상기 타겟 셀에게 전송한다.
프리엠블 전송 후, 특정 수의 서브프레임이 지난 후, 상기 단말은 상기 타겟 셀로부터 랜덤 엑세스 응답 메시지 (Random Access Response, RAR)가 전송되는지 여부를 모니터링한다. 상기 모니터링하는 시간 구간을 랜덤 엑세스 응답 윈도우 (Random Access Response Window, RAR window)라고 칭한다. 상기 특정 시간 동안, RAR이 수신되면 (2645). 상기 단말은 핸드오버 완료(HO complete) 메시지를 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지로 상기 타겟 기지국에게 전송한다(2655).
상기와 같이 타겟 기지국으로부터 랜덤 액세스 응답을 성공적으로 수신하면 단말은 T304 타이머를 종료한다(2650). 상기에서 타이머가 만료하기 전에 랜덤 액세스 응답을 성공적으로 수신하면 폴백하고 RRC 유휴모드에서 소정의 시간 후에 다시 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있다.
타겟 기지국은 소스 기지국으로 설정되어 있던 베어러들의 경로를 수정하기 위해 경로 수정을 요청하고(2660, 2665) 소스 기지국으로 상기 단말의 UE 컨텍스트를 삭제할 것을 통보한다(2670). 따라서 상기 단말은 타겟 기지국에 대해, RAR window 시작 시점부터 데이터 수신을 시도하며, RAR 수신 이후, RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송하면서 상기 타겟 기지국으로 데이터 전송을 시작한다.
도 27는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 4의 실시 예를 나타낸다.
도 27을 참조하면, 연결 모드 상태인 단말 (2701)은 현재 소스 기지국(Source eNB, 2702)에게 주기적 혹은 특정 이벤트가 만족할 때, 다른 셀들 혹은 기존 접속해 있는 셀에 대한 셀 측정을 수행하고, 측정한 셀에 대한 식별자와 측정 결과(예를 들면 절대적 혹은 상대적 신호 세기)를 포함하여 셀 측정 정보 (Measurement Report)를 소스 기지국에게 보고한다(2705).
상기 소스 기지국은 상기 측정 정보를 토대로, 상기 단말을 인접 셀로 핸드오버(Handover)를 진행할지 여부를 결정한다. 핸드오버는 연결 모드 상태인 단말에게 서비스를 제공하는 소스 기지국을 다른 기지국으로 변경하는 기술이다. 소스 기지국이 핸드오버를 결정하였다면 상기 소스 기지국은 상기 단말에게 서비스를 제공할 새로운 기지국, 즉 타겟 기지국(Traget eNB, 2703)에게 핸드오버 요청 메시지(HO(Handover) request) 메시지를 보내어 핸드오버를 요청한다(2710).
상기 핸드오버 요청 메시지에는 타겟 기지국의 어떤 셀로 핸드오버를 할 것인지를 지시하는 타겟 셀 식별자를 포함할 수 있으며, 타겟 기지국에게 타겟 셀에 대한 핸드오버 준비를 요청하면서 핸드오버 가능 여부를 묻는다. 소스 기지국은 본 개시의 4g 혹은 4h처럼 단말이 선호하는 CN 타입을 알 수 있기 때문에 이를 반영하여 상기 핸드오버 요청 메시지에서 (단말이 선호하는 혹은 서비스에 맞는) 선호하는 CN 타입을 포함하여 전송할 수 있다. 그리고 소스 기지국이 선택한 타겟 셀을 포함하여 타겟 기지국에게 핸드오버 가능 여부를 물어볼 수 있다.
상기 타겟 기지국은 상기 핸드오버 요청 메시지를 수신하면, 상기 메시지에서 지시된 타겟 셀의 핸드오버 가능 여부를 확인하고, 상기 메시지에서 지시된 CN 타입 여부를 확인하여 핸드오버가 가능한 타겟 셀들을 핸드오버 응답 메시지로 보내줄 수 있다(2715). 즉, 소스 기지국이 선택한 타겟 셀의 핸드오버 가능 여부와 소스 기지국(혹은 단말)이 선호하는 CN 타입에 연결된 셀들 중에서 핸드오버가 가능한 셀들을 핸드오버 응답 메시지로 보내줄 수 있다.
핸드오버 응답 메시지를 수신하면 소스기지국은 상기 타겟 셀들중에 선호하는 CN 타입에 적합한 타겟 셀을 선택하여 단말에게 핸드오버 명령 메시지를 통하여 지시해줄 수 있다. 만약 상기 타겟 기지국이 상기 핸드오버 요청 메시지에서 요청된 타겟 셀에 대해서 소정의 이유로(예를 들면 전송 자원 부족) 핸드오버 준비를 수행할 수 없다면 핸드오버 준비 실패(Handover preparation failure) 메시지를 소스 기지국에게 보내어 핸드오버 요청을 거절할 수 있다.
상기 핸드오버 승인(Handover Request ACK) 메시지를 수신한 상기 소스 기지국은 단말에게 HO command 메시지를 전송한다(2720). 상기 HO command 메시지는 소스 기지국이 상기 단말에게 RRC Connection Reconfiguration 메시지를 이용하여 전달하며, 어떤 타겟 셀로 핸드오버를 수행해야 할 지를 타겟 셀 식별자로 지시해줄 수 있다(2720).
단말은 상기 메시지를 수신하면 소스 기지국과의 데이터 송수신을 중지하고 T304 타이머를 시작한다. T304는 소정의 시간동안 단말이 타겟 기지국에게 핸드오버를 성공하지 못할 경우, 단말을 원래 설정으로 되돌리고 RRC Idle 상태로 전환하도록 한다. 소스 기지국은 상향/하향 링크 데이터에 대한 PDCP 일련 번호(PDCP Sequence number 혹은 COUNT 값) 상태(Sequence number(SN) status)를 전달하고 하향 링크 데이터가 있다면 타겟 기지국으로 전달해준다(2730, 2735).
상기 단말은 소스 기지국으로부터 지시받은 타겟 셀로 랜덤 엑세스(Random Access)를 시도한다(2740). 랜덤 엑세스는 타겟 셀에게 상기 단말이 핸드오버를 통해, 이동한다는 것을 알림과 동시에, 상향링크 동기를 맞추기 위함이다. 상기 랜덤 엑세스를 위해, 상기 단말은 상기 소스 기지국으로부터 제공받은 프리엠블 ID 혹은 랜덤하게 선택된 프리엠블 ID에 대응되는 프리엠블을 상기 타겟 셀에게 전송한다.
프리엠블 전송 후, 특정 수의 서브프레임이 지난 후, 상기 단말은 상기 타겟 셀로부터 랜덤 엑세스 응답 메시지 (Random Access Response, RAR)가 전송되는지 여부를 모니터링한다. 상기 모니터링하는 시간 구간을 랜덤 엑세스 응답 윈도우 (Random Access Response Window, RAR window)라고 칭한다. 상기 특정 시간 동안, RAR이 수신되면 (2745). 상기 단말은 핸드오버 완료(HO complete) 메시지를 RRC Connection Reconfiguration Complete 메시지로 상기 타겟 기지국에게 전송한다(2755).
상기와 같이 타겟 기지국으로부터 랜덤 액세스 응답을 성공적으로 수신하면 단말은 T304 타이머를 종료한다(2750). 상기에서 타이머가 만료하기 전에 랜덤 액세스 응답을 성공적으로 수신하면 폴백하고 RRC 유휴모드에서 소정의 시간 후에 다시 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있다.
타겟 기지국은 소스 기지국으로 설정되어 있던 베어러들의 경로를 수정하기 위해 경로 수정을 요청하고(2760, 2765) 소스 기지국으로 상기 단말의 UE 컨텍스트를 삭제할 것을 통보한다(2770). 따라서 상기 단말은 타겟 기지국에 대해, RAR window 시작 시점부터 데이터 수신을 시도하며, RAR 수신 이후, RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송하면서 상기 타겟 기지국으로 데이터 전송을 시작한다.
도 28a 및 도 28b는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 2의 실시 예의 단말 동작과 기지국 동작을 나타낸다.
도 28a을 참조하면, 단말은 소정의 이벤트 혹은 조건을 만족하면 주변 셀들에 대한 셀 측정을 수행하고, 해당 셀에 대한 시스템 정보를 읽어 들여서 CN 타입을 확인한다(2805). 그리고 셀 측정 보고를 수행할 때 셀 측정 정보, 셀 식별자, CN 타입 등을 포함하여 소스 기지국에게 셀 측정 보고를 수행한다(2810). 그리고 핸드오버 명령메시지를 수신하면(2815) 상기 메시지에서 지시하는 타겟 셀로 연결을 설정하고(2820) 데이터를 송수신한다(2825).
도 28b를 참조하면, 소스 기지국은 단말로부터 셀 측정 결과 보고 메시지를 수신하면(2830) 상기 메시지의 셀 측정 정보, 셀 식별자, CN 타입 등의 정보를 확인하고, 단말에 초기 접속 때 선호하였던 혹은 현재 단말 서비스에 적합한 CN 타입에 해당하는 타겟 셀을 선택하여(2835) 타겟 기지국에게 핸드오버 요청 메시지를 보내고(2840) 핸드오버 승인 메시지를 수신하면(2845) 단말에게 핸드오버 명령을 지시한다(2850).
도 29는 본 개시에서 RRC 연결 모드 단말(RRC Connected Mode)이 네트워크에서 소스 기지국(소스 셀)에서 타겟 기지국(타겟 셀)으로 핸드오버를 수행할 때 단말이 선호하는 혹은 단말의 서비스에 적합한 혹은 소스 기지국이 선호하는 CN 타입(5G CN 혹은 EPC)에 연결된 타겟 셀을 선택하여 핸드오버하는 제 3의 실시 예의 기지국 동작을 나타낸다.
도 29를 참조하면, 소스 기지국은 단말로부터 셀 측정 결과 보고 메시지를 수신하면(2905) X2/Xn 인터페이스 설정 및 수립 시 타겟 기지국과 공유한 타겟 셀들에 대한 정보(셀 식별자, CN 타입 등)을 확인하고, 단말이 초기 접속 때 선호하였던 혹은 현재 단말 서비스에 적합한 CN 타입에 해당하는 타겟 셀을 선택하여(2910) 타겟 기지국에게 핸드오버 요청 메시지를 보내고(2915) 핸드오버 승인 메시지를 수신하면(2920) 단말에게 핸드오버 명령을 지시한다(2925).
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (16)
- 무선 통신 시스템에서 EPC(evolved packet core) 와 5GC(5G core)에 연결될 수 있는 단말에 의해 수행되는 방법에 있어서,
기지국의 셀 상에서, 상기 셀과 관련된 코어 네트워크에 대한 정보를 포함하는 SIB(system information block)을 수신하는 단계로써, 상기 셀은 E-UTRA(evolved universal mobile telecommunications system terrestrial radio access) 셀이고 상기 코어 네트워크는 5GC 이며, 상기 정보는 코어 네트워크 타입을 포함하는 것인, 상기 수신하는 단계;
상기 셀에 대한 측정을 수행하는 단계;
측정 결과를 보고하기 위한 측정 보고 메시지를 생성하는 단계로써, 상기 측정 보고 메시지는 상기 셀의 셀 식별자에 대한 제1 정보, 상기 측정 결과에 대한 제2 정보, 및 상기 코어 네트워크 타입에 대한 제3 정보를 포함하는 것인, 상기 생성하는 단계; 및
상기 기지국으로, 상기 측정 보고 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 SIB는 E-UTRA 및 5GC와 관련된 PLMN(public land mobile network) 리스트를 포함하는 것인, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 측정 보고 메시지는 소정의 조건이 만족되면 생성되는 것인, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 방법은,
상기 기지국으로부터, 소스 기지국인 상기 기지국으로부터 타겟 기지국으로의 핸드오버를 지시하는 핸드오버 커맨드 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 핸드오버 커맨드 메시지 및 상기 측정 결과에 기초하여 핸드오버를 수행하는 단계를 더 포함하고,
상기 핸드오버 커맨드 메시지는, 상기 단말에 의해 선호되는 코어 네트워크 타입, 상기 단말에 무선 통신 서비스를 제공하기에 적합한 코어 네트워크 타입, 또는 상기 기지국에 의해 선호되는 코어 네트워크 타입 중 하나를 지시하는 선택된 코어 네트워크 타입을 포함하는 것인, 방법. - 무선 통신 시스템에서 EPC(evolved packet core)와 5GC(5G core)에 연결될 수 있는 단말을 지원하기 위해서 기지국에 의해 수행되는 방법에 있어서,
상기 기지국의 셀 상에서 단말로, 상기 셀과 관련된 코어 네트워크에 대한 정보를 포함하는 SIB(system information block)을 전송하는 단계로써, 상기 셀은 E-UTRA(evolved universal mobile telecommunications system terrestrial radio access) 셀이고 상기 코어 네트워크는 5GC 이며, 상기 정보는 코어 네트워크 타입을 포함하는 것인, 상기 전송하는 단계; 및
상기 단말로부터, 상기 셀에 대해 수행된 측정에 기반하여 생성되며 측정 결과를 보고하기 위한 측정 보고 메시지를 수신하는 단계로써, 상기 측정 보고 메시지는 상기 셀의 셀 식별자에 대한 제1 정보, 상기 측정 결과에 대한 제2 정보, 및 상기 코어 네트워크 타입에 대한 제3 정보를 포함하는 것인, 상기 수신하는 단계를 포함하는, 방법. - 제5항에 있어서,
상기 SIB는 E-UTRA 및 5GC와 관련된 PLMN(public land mobile network) 리스트를 포함하는 것인, 방법. - 제5항에 있어서,
상기 측정 보고 메시지는 소정의 조건이 만족되면 생성되는 것인, 방법. - 제5항에 있어서,
상기 방법은,
상기 단말로, 소스 기지국인 상기 기지국으로부터 타겟 기지국으로의 핸드오버를 지시하는 핸드오버 커맨드 메시지를 전송하는 단계; 및
상기 핸드오버 커맨드 메시지 및 상기 측정 결과에 기초하여 상기 단말을 위한 핸드오버를 수행하는 단계를 더 포함하고,
상기 핸드오버 커맨드 메시지는, 상기 단말에 의해 선호되는 코어 네트워크 타입, 상기 단말에 무선 통신 서비스를 제공하기에 적합한 코어 네트워크 타입, 또는 상기 기지국에 의해 선호되는 코어 네트워크 타입 중 하나를 지시하는 선택된 코어 네트워크 타입을 포함하는 것인, 방법. - 무선 통신 시스템에서 EPC(evolved packet core) 와 5GC(5G core)에 연결될 수 있는 단말에 있어서,
신호를 송신 및 수신하도록 설정된 송수신부; 및
상기 송수신부와 연결되는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는:
기지국의 셀 상에서, 상기 셀과 관련된 코어 네트워크에 대한 정보를 포함하는 SIB(system information block)을 수신하고, 상기 셀은 E-UTRA(evolved universal mobile telecommunications system terrestrial radio access) 셀이고 상기 코어 네트워크는 5GC 이며, 상기 정보는 코어 네트워크 타입을 포함하며,
상기 셀에 대한 측정을 수행하고,
측정 결과를 보고하기 위한 측정 보고 메시지를 생성하고, 상기 측정 보고 메시지는 상기 셀의 셀 식별자에 대한 제1 정보, 상기 측정 결과에 대한 제2 정보, 및 상기 코어 네트워크 타입에 대한 제3 정보를 포함하며,
상기 기지국으로, 상기 측정 보고 메시지를 전송하도록 설정되는 것인, 단말. - 제9항에 있어서,
상기 SIB는 E-UTRA 및 5GC와 관련된 PLMN(public land mobile network) 리스트를 포함하는 것인, 단말. - 제9항에 있어서,
상기 측정 보고 메시지는 소정의 조건이 만족되면 생성되는 것인, 단말. - 제9항에 있어서,
상기 제어부는:
상기 기지국으로부터, 소스 기지국인 상기 기지국으로부터 타겟 기지국으로의 핸드오버를 지시하는 핸드오버 커맨드 메시지를 수신하고,
상기 핸드오버 커맨드 메시지 및 상기 측정 결과에 기초하여 핸드오버를 수행하도록 더 설정되고,
상기 핸드오버 커맨드 메시지는, 상기 단말에 의해 선호되는 코어 네트워크 타입, 상기 단말에 무선 통신 서비스를 제공하기에 적합한 코어 네트워크 타입, 또는 상기 기지국에 의해 선호되는 코어 네트워크 타입 중 하나를 지시하는 선택된 코어 네트워크 타입을 포함하는 것인, 단말. - 무선 통신 시스템에서 기지국에 있어서,
신호를 송신 및 수신하도록 설정된 송수신부; 및
상기 송수신부와 연결되는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는:
상기 기지국의 셀 상에서 단말로, 상기 셀과 관련된 코어 네트워크에 대한 정보를 포함하는 SIB(system information block)을 전송하고, 상기 셀은 E-UTRA(evolved universal mobile telecommunications system terrestrial radio access) 셀이고 상기 코어 네트워크는 5GC 이며, 상기 정보는 코어 네트워크 타입을 포함하며,
상기 단말로부터, 상기 셀에 대해 수행된 측정에 기반하여 생성되며 측정 결과를 보고하기 위한 측정 보고 메시지를 수신하도록 설정되고, 상기 측정 보고 메시지는 상기 셀의 셀 식별자에 대한 제1 정보, 상기 측정 결과에 대한 제2 정보, 및 상기 코어 네트워크 타입에 대한 제3 정보를 포함하는 것인, 기지국. - 제13항에 있어서,
상기 SIB는 E-UTRA 및 5GC와 관련된 PLMN(public land mobile network) 리스트를 포함하는 것인, 기지국. - 제13항에 있어서,
상기 측정 보고 메시지는 소정의 조건이 만족되면 생성되는 것인, 기지국. - 제13항에 있어서,
상기 제어부는:
상기 단말로, 소스 기지국인 상기 기지국으로부터 타겟 기지국으로의 핸드오버를 지시하는 핸드오버 커맨드 메시지를 전송하고,
상기 핸드오버 커맨드 메시지 및 상기 측정 결과에 기초하여 상기 단말을 위한 핸드오버를 수행하도록 더 설정되고,
상기 핸드오버 커맨드 메시지는, 상기 단말에 의해 선호되는 코어 네트워크 타입, 상기 단말에 무선 통신 서비스를 제공하기에 적합한 코어 네트워크 타입, 또는 상기 기지국에 의해 선호되는 코어 네트워크 타입 중 하나를 지시하는 선택된 코어 네트워크 타입을 포함하는 것인, 기지국.
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